Сегодня мы проследим 13-летнюю историю развития легендарной серии Raspberry Pi. В моем распоряжении оказались все знаковые представители линейки: от самого первого устройства 2012 года выпуска до актуального флагмана Raspberry Pi 5. В ходе этого обзора мы детально разберем эволюцию аппаратной части, а также сравним производительность и энергоэффективность разных поколений с помощью серии практических тестов.
Эволюция характеристик: от истоков к современности
Raspberry Pi 1 (февраль 2012)
Основой первой модели стала однокристальная система Broadcom BCM2835 с одноядерным процессором ARM1176JZF-S (700 МГц) и графикой VideoCore IV. Объем оперативной памяти составлял скромные 512 МБ. Набор интерфейсов по сегодняшним меркам минимален: Ethernet на 100 Мбит/с и всего два порта USB 2.0. Видеовывод осуществлялся через HDMI или аналоговый композитный выход, а для звука использовался классический 3.5-мм разъем. Примечательно, что именно здесь заложили основы, ставшие стандартом: разъемы DSI и CSI, а также гребенка GPIO, которая тогда насчитывала 26 контактов. Питалось устройство через micro-USB (5В, 700 мА). При цене в 35 долларов это было революционное решение для мира микрокомпьютеров.
Raspberry Pi 2 (февраль 2015)
Спустя три года Pi 2 принесла серьезный прирост мощности. Процессор Broadcom BCM2836 получил 4 ядра Cortex-A7 с частотой 900 МГц, а объем ОЗУ вырос до 1 ГБ. Конструкция стала ближе к современному виду: количество USB-портов увеличилось до четырех, а GPIO расширили до 40 контактов (сохранив обратную совместимость). Полноразмерный слот SD уступил место более компактному microSD, а потребление тока возросло до 800 мА.
Raspberry Pi 3 (февраль 2016)
Третья версия стала знаковой благодаря появлению встроенных модулей Wi-Fi и Bluetooth. Процессор BCM2837 перешел на 64-битную архитектуру (Cortex A53, 1.2 ГГц). В обновленной версии 3B+ частота поднялась до 1.4 ГГц, появилась поддержка гигабитного Ethernet (хотя и ограниченного шиной USB 2.0) и двухдиапазонного Wi-Fi. Энергопотребление под нагрузкой выросло до 1.34 А.
Raspberry Pi 4 (июнь 2019)
Четвертая итерация принесла радикальные изменения: переход на USB-C для питания, появление портов USB 3.0 и замену полноразмерного HDMI на два micro-HDMI для работы с парой 4K-мониторов. Чип BCM2711 с ядрами Cortex-A72 (1.5 ГГц) и память стандарта LPDDR4 (варианты от 1 до 8 ГБ) сделали «малинку» полноценной альтернативой бюджетному ПК.
Raspberry Pi 5 (октябрь 2023)
Актуальный флагман базируется на чипе BCM2712 (2.4 ГГц) и графике VideoCore VII. Главные инновации — шина PCIe для подключения NVMe-накопителей, выделенный разъем для вентилятора и долгожданная кнопка питания. Однако возросшая мощь требует блока питания на 5В/5А, а цена базовой версии с 2 ГБ ОЗУ теперь стартует от 50 долларов.
Сравнительное тестирование производительности
Для объективной оценки мы провели серию бенчмарков, используя актуальную версию Raspberry Pi OS для каждой платы. Все устройства охлаждались кулером Ice Tower для исключения троттлинга.
Воспроизведение видео (YouTube 1080p)
- Pi 1: Потерпела неудачу. Загрузка рабочего стола заняла 8 минут, браузер открыть не удалось.
- Pi 2 и 3: Видео запускается, но количество пропущенных кадров делает просмотр невозможным.
- Pi 4: Уверенная работа в окне, небольшие задержки в полноэкранном режиме.
- Pi 5: Идеальное воспроизведение без единого лага.
Вычислительная мощь (Sysbench CPU)
Результаты в многопоточном тесте поражают: если Pi 1 показывает лишь базовые значения, то Pi 5 оказывается в сотни раз быстрее. В сравнении одноядерной производительности Pi 5 превосходит оригинал 2012 года более чем в 150 раз, а в многоядерном режиме — более чем в 600 раз.
Графическая подсистема (GLmark2)
Графика VideoCore VII в пятом поколении показывает колоссальный отрыв. Pi 5 набрала 1835 баллов против 686 у Pi 4. Для сравнения, первые три поколения даже не смогли преодолеть отметку в 100 баллов, что подчеркивает их слабую приспособленность к современной 3D-графике.
Скорость сети и передачи данных
В сетевых тестах iPerf3 модели Pi 4 и Pi 5 практически утилизируют гигабитный канал (около 940 Мбит/с). Скорость работы с microSD также росла постепенно: от 25 МГц в первой модели до 100 МГц в пятой, что подтверждается тестами James Chambers Pi Benchmark.
Энергопотребление и эффективность
Несмотря на то, что Pi 5 потребляет в три раза больше энергии под нагрузкой по сравнению с Pi 1, её эффективность (производительность на ватт) несоизмеримо выше. Мы получаем в 200 раз больше вычислительной мощности на каждый затраченный ватт. Это доказывает, что архитектурные улучшения современных чипов Broadcom гораздо важнее простого наращивания частоты.
Итоги и взгляд в будущее
За 13 лет Raspberry Pi прошла путь от образовательного гаджета для энтузиастов до мощного инструмента, способного заменить десктоп. Самым важным нововведением последнего времени я считаю порт PCIe — он открывает огромные возможности для работы с быстрыми накопителями. В будущих моделях хотелось бы увидеть переход на 2.5-гигабитный Ethernet и использование полнофункционального USB-C с поддержкой DisplayPort, чтобы окончательно избавиться от неудобных переходников micro-HDMI.
