今天,我们很高兴地宣布,Raspberry Pi 5 将于 2023 年 10 月下旬推出。4GB 版本售价 60 美元,8GB 版本售价 80 美元。 几乎每个方面都进行了升级,以提供毫不妥协的用户体验。 Raspberry Pi 5 具有一些新功能,速度比 Raspberry Pi 4B 快两倍以上,并且是英国剑桥第一台自行设计芯片的 Raspberry Pi 计算机。
主要特点包括:
– 2.4GHz 四核 64 位 Arm Cortex-A76 CPU
– VideoCore VII GPU,支持OpenGL ES 3.1、Vulkan 1.2
– 双 4Kp60 HDMI 显示输出
– 4Kp60 HEVC 解码器
– 双频 802.11ac 无线网络
– 蓝牙 5.0 / 蓝牙低功耗 (BLE)
– 高速microSD卡接口,支持SDR104模式
– 2 个 USB 3.0 端口,支持同时 5Gbps 操作
– 2 个 USB 2.0 端口
– 支持 PoE+ 的千兆以太网(需要单独的 PoE+ HAT,即将推出)
– 2 × 4 通道 MIPI 摄像头/显示器接口
– PCIe 2.0 x1 接口,用于快速外设
– Raspberry Pi标准40针GPIO接口
– 板载实时时钟RTC
– 电源按钮
Raspberry Pi 5 预计将于 10 月底上市。 具体发布信息请持续关注我们的网站。
新平台、新芯片组
三款新芯片均专为 Raspberry Pi 5 设计,相结合可实现性能飞跃。
BCM2712
BCM2712 是 Broadcom 的新型 16nm 应用处理器 (AP),源自为 Raspberry Pi 4 供电的 28nm BCM2711 AP,并具有许多架构增强功能。 其核心是四核64位Arm Cortex-A76处理器,时钟频率为2.4GHz,每核二级缓存为512KB,共享三级缓存为2MB。 Cortex-A76 是 Cortex-A72 的第三代微架构,每时钟提供更多指令 (IPC),并且每条指令消耗更少的能量。 更新的内核、更高的时钟速度和更小的工艺几何尺寸相结合,使得 Raspberry Pi 在给定工作负载下速度更快、功耗更低。
我们更新、更快的 CPU 得到了更新、更快的 GPU 的补充:Broadcom 的 VideoCore VII,在剑桥使用我们在 Igalia 的朋友提供的完全开源 Mesa 驱动程序开发。 较新的 VideoCore 硬件视频缩放器 (HVS) 能够同时驱动两个 4Kp60 HDMI 显示器,而 Raspberry Pi 4 上则为单个 4Kp60 或双 4Kp30。4Kp60 HEVC 解码器和专为 Raspberry Pi 开发的新图像传感器管道 (ISP)完成多媒体子系统。 为了保持系统提供内存带宽,我们有一个以 4267MT/s 运行的 32 位 LPDDR4X SDRAM 子系统,高于 Raspberry Pi 4 的有效 2000MT/s。
RP1
以前的 Raspberry Pi 版本基于单片 AP 架构构建:而一些外围功能由外部设备提供(Raspberry Pi 4 上的 Via Labs VL805 USB 控制器和集线器,以及早期产品控制器上的 Microchip LAN951x 和 LAN7515 USB 集线器和以太网)芯片),但基本上所有 I/O 功能都集成到 AP 本身中。 在 Raspberry Pi 历史的早期,我们意识到,随着我们将 AP 逐渐转移到更新的工艺节点,这种方法最终在技术和经济上变得不可持续。
Raspberry Pi 5 基于分解的小芯片架构构建。 在这里,AP仅提供主要的快速数字功能、SD卡接口(出于电路板布局原因)和最快的接口(SDRAM、HDMI和PCI Express)。 所有其他 I/O 功能都被卸载到单独的 I/O 控制器,在较旧、更便宜的进程节点上实现,并通过 PCI Express 连接到 AP。
RP1 是我们针对 Raspberry Pi 5 的 I/O 控制器。它是由交付 RP2040 微控制器的 Raspberry Pi 团队设计的,与 RP2040 一样,是在 TSMC 成熟的 40LP 工艺上实现的。 它提供两个 USB 3.0 和两个 USB 2.0 接口、一个千兆位以太网控制器、两个用于摄像头和显示器的四通道 MIPI 收发器、模拟视频输出、3.3V 通用 I/O (GPIO) 以及常见的 GPIO 复用集合低速接口(UART、SPI、I2C、I2S 和 PWM)。 四通道 PCI Express 2.0 接口提供返回 BCM2712 的 16Gb/s 链路。
RP1 自 2016 年开始开发,是 Raspberry Pi 官方迄今为止运行时间最长、最复杂、最昂贵的项目(价值 1500 万美元)。 尽管其接口与 BCM2711 在细节上有所不同,但从功能角度来看,它们的设计非常相似,确保了与早期 Raspberry Pi 设备的高度兼容性。
DA9091
BCM2712 和 RP1 由芯片组的第三个新组件瑞萨 DA9091“Gilmour”电源管理 IC (PMIC) 供电。 它集成了八个独立的开关模式电源,以生成电路板所需的各种电压,其中包括一个四相核心电源,能够提供 20 安培电流,为 Cortex-A76 核心和其他 BCM2712 数字逻辑供电。
Raspberry Pi 5 板的一部分的特写照片,以 DA9091 电源管理 IC 为中心,上面印有其名称。 与 BCM2712 一样,DA9091 是多年共同开发的成果。 我们与爱丁堡的瑞萨团队密切合作,能够生产出经过精确调整的 PMIC。 我们能够压缩两个经常需要的功能:实时时钟(RTC),可以由外部超级电容器或可充电锂锰电池供电,以及PC风格的电源按钮,支持硬和软断电和启动事件。
该芯片组的另外两个元件保留在 Raspberry Pi 4 中。英飞凌的 CYW43455 组合芯片提供双频 802.11ac Wi-Fi 和蓝牙低功耗 (BLE) 蓝牙 5.0,虽然芯片本身保持不变,但它具有专用的开关电源轨可降低功耗,并通过升级的 SDIO 接口连接至 BCM2712,支持 DDR50 模式以实现更高的潜在吞吐量。 和以前一样,以太网连接由 Broadcom BCM54213 千兆位以太网 PHY 提供。
外形尺寸演变
从视觉上看,Raspberry Pi 5 与其前身非常相似。 然而,在保留信用卡整体尺寸的同时,我们借此机会更新了一些设计元素,以适应新芯片组的功能。
四极复合视频和模拟音频插孔已从电路板上移除。 RP1 生成的复合视频仍然可以通过板底部边缘的一对 0.1 英寸间隔的焊盘获得。
现在,我们在之前由 4 极插孔和摄像头连接器占据的空间中增加了一对 FPC 连接器。 这些是四通道 MIPI 接口,使用与几代计算模块 I/O 板相同的更高密度引脚排列; 它们是双向(收发器)接口,这意味着每个接口都可以连接到 CSI-2 摄像机或 DSI 监视器。 主板左侧原来由显示器连接器占据的空间现在包含一个较小的 FPC 连接器,可为高速外设提供单通道 PCI Express 2.0 连接。
Raspberry Pi 5 板部分的特写照片,以标记为 CAM/DISP 0 和 CAM/DISP 1 的两个 FPC 连接器为中心
在 Raspberry Pi 4 的右上角短暂停留后,千兆以太网插孔又回到了主板右下角的经典位置。 它配备了四针 PoE 连接器,简化了电路板布局,但代价是与我们现有的 PoE 和 PoE+ HAT 的兼容性。
最后,我们为散热器、RTC 电池(两个引脚)、Arm 调试和 UART(三个引脚)以及带 PWM 控制和速度反馈的风扇(四个引脚)JST 连接器开发了一对安装孔。
剑桥设计,威尔士制造
与所有旗舰 Raspberry Pi 产品一样,Raspberry Pi 5 是在索尼位于南威尔士的英国技术中心制造的。 自 2012 年推出第一台 Raspberry Pi 计算机以来,Raspberry Pi 官方一直与索尼合作,我们坚信在距离剑桥工程设计中心几小时车程的范围内制造产品的好处:十年来与索尼的频繁互动索尼团队帮助我们了解如何设计能够可靠、廉价且大规模生产的产品。
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