اخبار تکنولوژیبایگانی مطالبپروژه‌های Raspberry Pi

معرفی و بررسی کامل برد جدید رزبری پای 5

پس از یک دوره انتظار طولانی بین مدل‌های رزبری پای (رزبری پای 4 سال 2019 وارد بازار شد)، رزبری پای 5 بالاخره عرضه شد! اواخر سال 2022، مدیر عامل رزبری پای، گفت که در سال 2023 منتظر مدل جدید این سری نباشیم و با توجه به کمبود جهانی تراشه، احتمالاً یک سال طول می‌کشه تا عملکرد سهام این شرکت بهبود پیدا کنه. اما ظاهراً رزبری پای قصد داشته طرفداران خودش رو غافلگیر کنه!

معرفی رزبری پای 5


رزبری پای 5 چه مشخصاتی داره؟

گفته‌ها حاکی از اینه که توان پردازشی رزبری پای 5 حدود 2 تا 3 برابر بیشتر از مدل قبل تر(رزبری پای 4) که یک کامپیوتر تک برد قدرتمنده، هست. رزبری پای 5 با RAMهای 4 و یا 5 گیگابایتی موجوده (مدل‌هایی با مقدار RAMهای 1 و 2 گیگابایت قراره بعدها عرضه بشن). اندازه و ظاهر این برد شبیه مدل 4B هست، اما چند تا قابلیت بسیار کاربردی دیگه به این مدل اضافه شده مثل کلاک real-time تعبیه‌شده، کانکتور PCIe 2.0 و کلید پاور و … که در ادامه بطور کامل بهشون می‌پردازیم.

ارتقا قابل توجه قدرت پردازنده

مهم‌ترین چیزی که اول از همه باید بهش اشاره کنم اینکه این مدل یک پردازنده چهارهسته‌ای 2.4 گیگاهرتز، Cortex-A76 Arm جدید داره ( مدل قدیمی یک Cortex-A72 1.5 GHz بود اما با به‌روزرسانی سفت‌افزار به 1.8 گیگاهرتز هم می‌رسید).

Raspberry Pi 5 processor

یک Southbridge جدید که طبق گفته‌ها قراره خروجی USB 3 رو بهبود بده و یک VideoCore VII GPU جدید که با سرعت 800 مگاهرتز کار می‌کنه (برخلاف VideoCore VI رزبری پای 4 که با سرعت 500 مگاهرتز کار می‌کرد). در ضمن، یک سری تغییرات مثبت دیگه هم در برد ایجاد شده. برای مثال، یک fan header در اون تعبیه شده که حفره‌هایی برای نصب قطعه داره، دو تا کانکتور دوربین سریع و یک شکاف کارت حافظه microSD داره که با کارت‌های سریع‌تر کار می‌کنه.

مشخصات سخت‌افزاری رزبری پای 5

قیمتی که سازنده‌ مدل‌های 4 و 5 گیگابایت برای خرده‌فروشی پیشنهاد داده 60 تا 90 دلاره. به عبارت دیگر این مدل‌ها در نهایت فقط 5 دلار گران‌تر از مدل‌ رزبری پای 4 با همین میزان ظرفیت حافظه هستن و برای همین یک مدل ارتقا یافته فوق‌العاده به حساب میان. اما باید ببینیم عملکرد رزبری پای 5 چقدر بهتر از مدل‌ها قبلی هست و چجوری با HATها و تجهیزات موجود کار می‌کنه. ما برای پاسخ به این سؤالات این برد رو تست کردیم.

جدول مشخصات و مقایسه سخت‌افزاری رزبری پای 5 و 4

جدول مشخصات و مقایسه سخت‌افزاری رزبری پای 5 و 4


حذف سوکت کامپوزیت 3.5 میلی‌متری

رزبری پای 5 شباهت زیادی به رزبری پای 4 و +3B داره. ظاهراً، طراحی این برد هم مثل سایر بردهای کلاسیک رزبری پای هست، که از مدل‌های +B که در سال 2014 مجدداً طراحی شدن پیروی می‌کنه! اما به یک نگاه دقیق‌تر متوجه می‌شین که سوکت کامپوزیت 3.5 میلی‌متری در این برد حذف شده و به همین دلیل، محتوای صوتی و ویدئویی آنالوگ برای این مدل نداریم. هرچند که از مدل رزبری پای 3 به بعد دیگه از این سوکت/ پورت زیاد استفاده نمی‌شد.

تفاوت جک 3.5 با کانکتور های دوربین در رزبری پای 5


بررسی کانکتورهای دوربین و درگاه‌های موجود‌

کانکتورهای دوربین و نمایشگر کوچک‌تر هستن، و به جای اینکه با 22 پایه اصلی مطابقت داشته باشه، شبیه 15 پایه رزبری پای Zero هست. علاوه بر این، الان دو تا کانکتور در کنار هم قرار دارن و می‌تونیم دو دوربین مجزا، دو نمایشگر DSI و یا ترکیبی از هر دو تا رو به برد متصل کنیم.

rpi 5 camera connectors


رابط PCIe

سومین رابط متعلق به دستگاه‌های PCIe هست. این رابط یک رابط PCIe 2.0 x1 هست که برای اتصال تجهیزات جانبی سریع ازش استفاده می‌شه یعنی همون NVMe و SSDها. مدیر عامل رزبری پای تأیید کرد که این رابط با تمامی درایوهای NVMe در هر اندازه‌های که باشن سازگاری داره. همچنین برای اتصال درایوها باید از M.2 HAT استفاده کنیم که به شیوه‌ای خاص طراحی شده، اما در زمان نگارش این مقاله هنوز عرضه نشده.

رابط PCIe


درگاه micro HDMI

رزبری پای 5 هم مثل مدل قبل 2 درگاه میکرو HDMI داره. وضوح خروجی این درگاه‌ها 4K و نرخ تازه‌سازی (refresh Rate) هم 60 فریم بر ثانیه در نظر گرفته شده. البته اگر صادق باشم هیچ وقت از دو نمایشگر رزبری پای بصورت همزمان استفاده نکردم. بین درگاه‌های میکرو HDMI یک کانکتور UART هست که میشه از اون به همراه کیت Pico Debug رزبری پای استفاده کرد یا میشه UART رو به میکروکنترلرهای دیگه وصل کرد.

درگاه micro HDMI در رزبری پای 5


درگاه Ethernet و USB

اگه با دقت نگاه کنین متوجه می‌شین که جای درگاه‌های اترنت و USB با هم عوض شده. اینجوری که به نظر می‌رسه رزبری پای 5 از بردهای قدیمی‌تر پیروی می‌کنه. در رزبری پای 4 هم جای این درگاه‌ها با هم عوض شده بود و حالا دوباره برگشتن سر جای قبلی‌شون.

به عبارت دیگه، رزبری پای 5 به یک کیس جدید نیاز داره. علاوه بر جابه‌جایی پورت‌ها، یک سری تغییرات جزئی تو این برد ایجاد شده که باعث می‌شه کیس‌هایی که برای مدل‌های B رزبری پای طراحی شده بودن دیگه در این برد جدید کاربرد نداشته باشن.

بررسی درگاه Ethernet و USB در رزبری پای 5

جالب اینجاست که در معرفی محصول رزبری پای 5 نوشتن «اگر قصد دارین این برد رو داخل یک کیس قرار بدین، نباید کیس رو بپوشونین.» دلیل این کار رو هم در ادامه همین مقاله بهتون می‌گیم.


قابلیت real-time clock

برد رزبری پای 5 دو تا قابلیت جدید هم داره. یکی از این قابلیت‌ها یک کلاک real-time هست که با باتری کار می‌کنه (battery backup). به عبارت دیگه، این برد رزبری پای می‌تونه بدون نیاز به سرور NTP یا یک برد add-on که فضای GPIO رو اشغال می‌کنه، زمان دقیق رو نشون بده.


کلید پاور

قابلیت جدید دیگه‌ای که به این برد اضافه شده کلید پاور هست. ممکنه این امکان جدید برای بعضی‌ها زیاد مهم به نظر برسه اما خیلی‌ها درخواست اضافه کردن این قابلیت رو داشتن و برخی از تولیدکنندگان قطعات خودشون این کلید رو ایجاد کردن یا به جای اون محصولات third-party رو خریداری کردن. وقتی که رزبری پای روشنه اگه یک بار این کلید رو بزنین، منوی shutdown/logout بهتون نشون داده می‌شه. اگه یک بار دیگه این کلید رو بزنین رزبری پای خاموش می‌شه. این خاموشی بیشتر شبیه به حالت standby هست، یعنی رزبری پای در این حالت 1.4 وات انرژی مصرف می‌کنه. اگر کلید پاور رو یک بار بزنین، رزبری پای 5 روشن می‌شه.

Raspberry Pi 5 power button

کلید پاور رزبری پای یک کلید معمولی نیست!

التبه می‌دونم برای خیلی‌هامون این قابلیتِ خیلی خاصی نیست. کامپیوترهامون از دهه 70 میلادی کلید پاور داشتن اما هیچ کدوم از بردهای رزبری پای تا به امروز این قابلیت رو نداشتن.

این کلید یک کلید پاور soft هست؛ به عبارت دیگه، اگر سیستم عامل رو برنامه‌نویسی کنین کلید می‌تونه کارهای دیگه‌ای هم انجام بده، چون این یک کلید در اصل یک کلید موقت هست نه یک سوییچ hard که فقط جریان برق رو قطع/وصل کنه. برای logout، power off و reboot یک اسکریپت اجرا می‌شه و اگر یک بار دیگه کلید رو بزنین رزبری پای در حالت soft power off یا همون standby قرار می‌گیره. زمانی‌که رزبری پای 5 در حالت standby قرار داره 1.4 وات برق مصرف می‌کنه که این میزان برق معادل نصف برقی هست که این برد در زمانی که ازش استفاده نمی‌شه مصرف می‌کنه. طبق توضیحات تیم مهندسی رزبری پای، می‌تونیم مصرف برق در حالت standby رو به مقدار قابل توجه تنها 0.05 وات کاهش بدیم!

در این حالت، پایه‌های 5V GPIO روشن (high) و پایه‌های 3V3 خاموش می‌شن (low). البته این مسئله می‌تونه مشکل‌آفرین باشه چون ممکنه زمانی‌که رزبری پای خاموش هست، HAT مورد نظرتون همراهش خاموش نشه.


پایه‌های GPIO مشابه مدل های قبل

یک ویژگی که تو این برد هیچ تغییری نکرده 40 پایه مربوط به GPIO هست. این پایه اولین بار در سال 2014 و در رزبری پای +B استفاده شد. 40 پایه، استاندارد HAT رو هم معرفی کرد. HATها که استانداردی مشابه شیلدهای Arduino هستن، یک تمپلیت استاندارد طراحی و استانداردسازی قطعات الکترونیکی برای add-onها ارائه دادن.

Raspberry Pi 5 GPIO Pins

GPIO رزبری پای 5 تفاوتی با مدل‌های قبلی نداره اما قراره چند تا تغییر در اون ایجاد بشه.


عملکرد گرمایی و مصرف برق رزبری پای 5

بررسی عملکرد گرمایی و مصرف برق رزبری پای 5

از بین تمام بردهای رزبری پای، رزبری پای 5 داغ ترین بردی هست که ازش استفاده خواهید کرد. زمانی که ازش استفاده نمی‌شه، اگر هیچ اقدامی برای خنک‌ کردنش استفاده نکنید، دمای اون حدوداً 50.5 سانتیگراد میرسه و حدود 2.7 وات برق مصرف می‌کنه. اگر تست استرس رو روی این برد انجام بدین، دمای رزبری پای 5 افزایش پیدا می‌کنه (82 درجه سانتیگراد) و برای اینکه پردازنده خنک بشه سرعتش کاهش پیدا می‌کنه. زمانی‌که برد تحت استرس بود دما به 86.7 درجه سانتیگراد (7 وات) رسید و سرعت پردازنده از 2.4 گیگاهرتز به 1.5 گیگاهرتز کاهش پیدا کرد. جالبه که سرعت پردازنده چند بار تغییر کرد (2311 MHz, 2256 MHz, 2201 MHz and 2146 MHz)، احتمالا این تغییر سرعت برای این بود که هم عملکرد حفظ بشه و هم برد خنک بمونه.

شاید براتون سؤال پیش میاد که این برد از نظر دما چه تفاوتی با رزبری پای 4 داره؟ دمای رزبری پای 4 زمانی که تحت فشار نباشه حدود 45 درجه سانتیگراد هست و 1.02 وات برق مصرف می‌کنه. وقتی در معرض استرس باشه دمای این برد به 79.8 درجه سانتیگراد افزایش پیدا می‌کنه و 6.2 وات برق مصرف می‌کنه.

به عبارت دیگه، رزبری پای 5 برای توان محاسباتی بیشتر 1 وات بیشتر برق مصرف می‌کنه. یک برتری که رزبری پای 4 نسبت به رزبری پای 5 داره در دمای اون مشخص می‌شه. زمانی که در معرض استرس و فشار قرار می‌گیره و به هیچ تکنیک خنک‌کننده‌ای تکیه نداره که در این حالت دمای این برد 79.8 درجه سانتیگراد هست در مقابل دمای رزبری پای 5 در این حالت معادل 86.7 درجه سانتیگراد خواهد بود. اما اگر از یک تکنیک خنک‌کننده اکتیو در رزبری پای 5 استفاده بشه دمای اون به 59.3 درجه سانتیگراد کاهش پیدا می‌کنه. در این حالت، در عین حال که برد خنک هست، توان پردازشی فوق‌العاده‌ای رو هم بهمون ارائه می‌ده.

برای عملکرد بهتر یک خنک کننده لازم دارین!

به هر حال دمای این برد بالا هست و برای اینکه عملکرد خوبی داشته باشه به تکنیک خنک‌کننده نیاز داریم. ما از Active Cooler رسمی رزبری پای استفاده کردیم و برد عملکرد خوبی داشت. این خنک کننده ترکیبی از گرماگیرهای آلومینیومی و دمنده (blower fan) هست.

این خنک کننده، Arm مبتنی بر RAM ،SoC و تراشه RP1 جدید رو خنک می‌کنه. همچنین حفره‌های مخصوص به خودش رو برای نصب داره و نیازی به استفاده از حفره‌های M2.5 نیست. یکی از این حفره‌ها کنار درگاه USB C و حفره دوم هم بین GPIO و درگاه‌های USB قرار داره. این Active cooler برای اینکه خنک کننده رو در جای خودش ثابت نگه داره از پلاستیک پوش فیت/رول پلاک استفاده می‌کنه. شما می‌تونین این خنک کننده رو جدا کنین. با یک دم‌باریک یا لوله پلاستیکی خودکار می‌تونین پایه‌های پلاستیکی رو جدا کنین.

رزبری پای 5 active cooler

خنک کننده رسمی رزبری پای به کانکتور جدید فن وصل می‌شه که درست کنار درگاه‌های USB قرار داره. این تغییر، یک پیشرفت خیلی بزرگ به حساب میاد چون در مدل‌های قبلی فن رو که وصل می‌کردین کل پایه‌های GPIO رو اشغال می‌کرد و نمی‌شد از HAT استفاده کرد. این فن جوری تنظیم شده که وقتی دمای پردازنده به 50 درجه سانتیگراد رسید روشن بشه. زمانی‌که برد کار نمی‌کنه، گرماگیرها باعث شدن دمای رزبری 5 به 39.5 درجه سانتیگراد برسه و 2.6 وات برق مصرف کنه.

وقتی که تست استرس رو روی این برد انجام دادیم متوجه شدیم دمای برد به 59.3 درجه سانتیگراد افزایش پیدا کرد (با مصرف برق 6.8 وات)، که خیلی کمتر از دمای آستانه بود. اینجوری که به نظر می‌رسه زمانی‌که رزبری پای 5 رو به همراه خنک کننده، نسبت به زمانی که از بدون خنک کننده هست، تا حدودی برق کمتری مصرف می‌کنه.

rpi 5 heat sink


آیا با گرماگیرها و فن‌های موجود می‌تونیم رزبری پای 5 رو خنک نگه داریم؟

بله، اما با توجه به اینکه طرح (layout) برد تغییر می‌کنه، ممکنه هر خنک کننده‌ای در اون جا نگیره. همچنین با خرید گرماگیرهای ارزون فقط پول‌تون رو هدر می‌دین. به همین دلیل، یا active cooling مناسب طرح برد بخرید یا منتظر بمونین تا راهکارهای passive cooling بهتری معرفی بشوند.


آیا می‌تونیم برد رزبری پای 5 رو اُورکلاک کنیم؟

بله! اما اینکه در چه مدت زمانی می‌تونین این کار رو بکنین بستگی به silicon lottery (یا همون میزان مجاز اورکلاک/ Overclocking limits) داره. اورکلاک کردن فرایند ساده‌ای هست و فقط کافیه چند تا تغییر متنی در فایل configuration ایجاد کنین. در تست‌هایی که انجام دادیم موفق شدیم سرعت پردازنده رو به 3 گیگاهرتز برسونیم.

آموزش اورکلاک رزبری پای

برای اورکلاک کردن به راهکارهای موثر تری برای خنک نگه‌داشتن برد نیاز دارین. اگر در تکنیک passive cooling از گرماگیرهای کوچک استفاده کنین به نتیجه نمی‌رسین، چون برای اینکه دما از 80 درجه سانیتگراد عبور نکنه به active cooling نیاز دارین. با سرعت 3 گیگاهرتز، دمای رزبری پای 5 معادل 46.6 درجه سانتیگراد بود و 3 وات برق مصرف کرد. زمانی‌که تست استرس رو روی این برد انجام دادیم دماش به 69.2 درجه سانتیگراد رسید و 10 وات برق مصرف کرد.


عملکرد سریع رزبری پای 5 با سیستم عامل 64 بیتی

بردی که ما بررسی‌ کردیم یک microSD card داشت و به‌روزترین نسخه سیستم عامل رزبری پای روی اون اجرا می‌شد، که یک سیستم عامل 64 بیتی بود که Linux kernel 6.1.0 رو اجرا می‌کرد. سیستم عامل 64 بیتی رزبری پای برای مدت طولانی در درجه اهمیت کمتری از نسخه 32 بیتی قرار داشت. تا حد زیادی هم دلیلش این بود که خیلی از بردهای قدیمی‌تر فقط از نسخه 32 بیتی پشتیبانی می‌کردن. اما از رزبری پای 3 به بعد، بردها از سیستم عامل 64 بیتی هم پشتیبانی می‌کردن.

سیستم عامل جدید مبتنی بر Debian 12 که با نام Bookworm شناخته می‌شه و در ماه جولای 2023 عرضه شده. یک سری تغییرات در Bookworm ایجاد شده و بزرگترین تغییرش هم استفاده از نسخه جدید پایتون هست. سیستم عامل‌های قبلی به طور پیش‌فرض مبتنی بر پایتون 3.9 بودن اما در Bookworm از نسخه 3.11 استفاده شده. همین مسئله هم باعث شده که شیوه نصب ماژول‌های پایتون هم تغییر کنه.

در گذشته، ماژول‌های پایتون رو در کل سیستم یا به ازای هر کاربر نصب می‌کردیم و این رویکرد برای کاربرهای زیادی جواب داد، اما این احتمال هم وجود داشت که در روند نصب سیستم عامل پایتون که از package manager استفاده می‌کرد و ماژول‌های پایتون با pip نصب می‌شدن به مشکل بخوریم. در پایتون 3.11، PEP 668 معرفی شده که مانع بروز چنین مشکلاتی می‌شه یا حداقل اونا رو کاهش می‌ده.

هدف PEP 668 اینه که احتمال تداخل ماژول پایتونی که برای کاربر نصب شده با پایتونی که برای سیستم عامل نصب شده (که برای ابزارهای مختص سیستم عامل و اپلیکیشن‌های end-user استفاده می‌شه) به حداقل برسه. PEP 668 اجازه نمی‌ده کاربر با اجرای pip یک پکیج پایتون رو برای OS نصب کنه. در عوض باید یک محیط مجازی (venv) ایجاد کنیم، فعالش کنیم و بعد ماژول‌های پایتون مورد نظرمون رو نصب کنیم. این محیط مجازی از OS جدا شده و مشکلی ایجاد نمی‌کنه. فقط باعث می‌شه نصب ماژول‌های پایتون برای تازه‌کارها یک کم مشکل بشه، اما برای شرکت‌هایی که add-on و HATهای third-party تولید می‌کنن تأثیر فوق‌العاده‌ای داره.


بررسی و آزمایش عملکرد پردازشی رزبری پای 5

سرعت boot و عمکلرد micro SD card این سیستم سریعه و سیستم عاملش هم 64 بیتی هست و برای همین می‌شه گفت این سیستم تمرکز بیشتری روی سرعت داره. Raspberry Pi ادعا می‌کنه مدل جدید 2 تا 3 برابر سریعتر از رزبری پای 4 عمل می‌کنه.

در این برد اپلیکیشن‌ها سریعتر اجرا می‌شن. بطور مثال در رزبری پای 5، بطور دقیق 5.5 ثانیه طول میکشه تا micro SD، Gimp رو باز کنه. در رزبری پای 4 این زمان 10.8 ثانیه افزایش پیدا می‌کنه تا Gimp اجرا بشه. همچنین در رزبری پای جدید حدودا 5.1 ثانیه و در مدل قبلی رزبری پای 8.6 ثانیه طول می‌کشه تا فایرفاکس اجرا بشه. زمان بوت رزبری پای جدید 18 ثانیه و در مدل قبل تر 38 ثانیه هست (با microSD و تصویر OS یکسان).

این دو تا برد در بنچ‌مارک‌ها عملکردهای متفاوتی داشتن. رزبری پای 5 در تست پردازنده بنچ‌مارک Sysbench در حالت single-threaded در هر ثانیه 2729 ایونت و رزبری پای 4 در هر ثانیه 1766 ایونت ایجاد کرد (هر چه تعداد ایونت‌ها بیشتر باشه بهتره). وقتی تعداد threadها رو به 4 تا افزایش دادیم، باز هم رزبری پای 5 با 10912 ایونت بر رزبری پای 4 با 7068 ایونت پیروز شد که یعنی عملکردش %54 بهبود پیدا کرده.

وقتی هم بنچ‌مارک 7-Zip compression رو اجرا کردیم، پای 5، 9543 MIPS compression و پای 4، 4287 MIPS ارائه داد که نشون میده عملکردش %122 بهتر بوده. پای 5، 13231 MIPS decompression و در مقابل پای 4، 7568 MIPS ارائه داد.

ما نتونستیم یک سری کامل از تست‌های AI رو روی این دو تا برد انجام بدیم، اما با استفاده از شبکه عصبی SqueezaNet بنچ‌مارک TensorFlow Lite متعلق به Phoronix Benchmark Suite رو اجرا کردیم. در این تست، هر چه امتیاز کمتر باشه ( اینکه چند مینی ثانیه طول می‌کشه تا کامپیوتر یک تسک رو انجام بده) بهتره. 25276 مینی‌ثانیه طول کشید تا رزبری پای 5 یک تسک رو کامل کنه و رزبری پای 4، 80327 مینی‌ثانیه طول کشید تا یک تسک رو انجام بده که یعنی عملکردشون %68 با هم تفاوت داشته.


آزمایش قدرت پخش ویدئو

رزبری پای 5 هم مثل مدل قبلی می‌تونه خروجی رو با وضوح 4K و از طریق دو تا درگاه microHDMI در دو تا صفحه نمایش پخش کنه. این برد که GPU اون ارتقاء پیدا کرده قراره در هر صفحه نمایش فریم‌ها رو با سرعت 60 گیگاهرتز پخش کنه و در صورت دسترسی به رنگ HDR از اون استفاده کنه.

یکی از نقطه ضعف‌های رزبری پای پخش ویدئو بوده و انتظار می‌ره با ارتقای GPU و پردازنده قابلیت پخش ویدئو در این بردها بهبود پیدا کنه. با این حال، زمان انجام تست‌ها، احساس کردیم که این برد در زمینه پخش ویدئوهای یوتیوب هنوز جا برای بهتر شدن داره. صفحه نمایش رو با وضوح 1080p باز کردیم و فیلم Tears of Steel رو با کیفیت 1080p/30 (24 فریم بر ثانیه) در یوتیوب پخش کردیم و فیلم به خوبی پخش شد فقط چند تا از فریم‌ها نشون داده نشدن. وقتی یک ویدئو با کیفیت 1080p و با 60 فریم بر ثانیه پخش کردیم هم پخش ویدئو مشکلی نداشت، اما طبق قابلیت Stats for Nerds یوتیوب باز هم چند تا از فریم‌ها پخش نشده بودن.

وقتی صفحه نمایش رو با کیفیت 4K باز کردیم و ویدئو رو هم با همون وضوح 1080p پخش کردیم، هر دو تا ویدئو سرعت پخش‌شون پایین بود و پرش هم داشتن. طبق قابلیت Stats for Nerds دو سوم فریم‌های این دو تا ویدئو پخش نشد. این حالت هم زمانی پیش میومد که ویدئو رو به صورت تمام صفحه (full screen) پخش می‌کردیم و هم زمانی که در یک قسمت از صفحه مرورگر پخشش می‌کردیم. حتی وقتی سایز ویدئو رو هم تغییر می‌دادیم پرش داشت.

شاید در آینده که نرم‌افزار به روزرسانی شد یا configuration تغییر کرد، کیفیت پخش ویدئوهای یوتیوب هم بهتر بشه. با این حال، همین که بر خلاف بردهای قبلی می‌تونه زمانی‌که صفحه با کیفیت 1080p باز می‌شه ویدئوهایی با وضوح 1080p رو به خوبی پخش کنه، پیشرفت خوبی محسوب می‌شه.


بررسی و آزمایش عملکرد USB و کارت MicroSD در تراشه جدید RP1

در این برد از یک تراشه “Pi Silicon” جدید به نام RP1 استفاده شده. RP1  که خیلی شبیه RP2040 هست، مسئول I/O رزبری پای 5 هست.

بررسی و آزمایش عملکرد USB و کارت MicroSD در تراشه جدید RP1

طبق معرفی محصولی که به دست ما رسیده، پهنای باند RP1 دو برابرِ مدل‌های قبلی هست و به عبارت دیگه، سرعت انتقال درایوهای USB که از UAS استفاده می‌کنن (USB به SCSI وصل باشه) بیشتره. این تراشه یک دوربین four-lane MIPI با پهنای باند 1.5 گیگابایت بر ثانیه و یک رابط نمایشگر داره. به همین دلیل، زمانی که دوربین‌ها و نمایشگرها با هم ادغام می‌شن پهنای باندشون سه برابر میشه. البته مثل رزبری پای 4 پهنای باند درگاه‌های USB 3.0 حداکثر 5 گیگابایت بر ثانیه هست و برای همین، برای افزایش توان عملیاتی لازمه که توان پردازشی افزایش پیدا کنه.

برای اینکه ببینیم USB 3 رزبری پای 5 چقدر سریعتره، بنچ‌مارک‌های storage رو هم روی کارت ریدر داخلی microSD و هم روی PCIe 3.0 SSD اعمال کردیم که داخل یک محفظه بود و از طریق USB وصل شده بود. تست IO نرم‌افزار Sysbench رو روی رزبری پای 5 انجام دادیم. این برد موفق شد اطلاعات رو با سرعت 12.75MB/s از کارت Kingston Canvas GO Plus MicroSD بخونه و با سرعت 8.5MB/s رایت کنه. SSD هم توانست با سرعت 31.33MB/s اطلاعات رو بخونه و با سرعت 20.89MB/s رایت کنه.


سوالی که ممکنه بوجود بیاد اینکه از این نظر چه برتری نسبت رزبری پای 4 داره؟

Kingston Canvas Go Plus می‌تونه اطلاعات رو با سرعت 8.78MB/s و 5.85MB/s بخونه و رایت کنه. SSD اطلاعات را با سرعت 12.96MB/s می‌خونه و با سرعت 8.64MB/s رایت می‌کنه. بنابراین، سرعت رابط‌های USB 3.0 و microSD reader بیشتر از دو برابر افزایش پیدا کردن.

Card reader رزبری پای 5 از کارت‌های microSD که از استاندارد SDR104 استفاده می‌کنن و سرعتشون بیشتره پشتیبانی می‌کنه. SDR104 زیرمجموعه استاندارد محبوب UHS-I card هست و می‌تونه دیتا رو با سرعت 104 مگابایت بر ثانیه منتقل کنه. با این حال، فقط چند تا کارت از SDR104 پشتیبانی می‌کنن و می‌تونین کارت‌های UHS-I رو که ادعا می‌کنن سرعت انتقالشون بیشتر از 100 مگاتبایت بر ثانیه هست رو پیدا کنین. سرعت card reader رزبری پای 4 به لحاظ تئوری حدود 50 مگابایت بر ثانیه است، اما تا به الان ندیدیم که کارتی سرعتش در عمل بیشتر از 40 مگابایت بر ثانیه باشه.

چند تا کارت microSD دیگه رو هم در رزبری پای 4 و 5 امتحان کردیم. زمانی که بنچ‌مارک IOZone (بنچ‌مارک storage) رو اعمال کردیم متوجه شدیم که Kingston Canvas GO Plus که سرعتش 170 مگابایت بر ثانیه هست، سرعت خواندن و رایت کردن اطلاعات بین 86 تا 55 مگابایت بر ثانیه بود. سرعت این کارت برای رایت کردن متوالی در رزبری پای 4 بین 37 تا 41 مگابایت بر ثانیه بود.

رزبری پای 4 یک کانکتور M.2 داره که با استفاده از اون می‌تونین SSD رو مستقیماً به اون وصل کنین. این قابلیت، پیشرفت فوق‌العاده‌ای به حساب میاد و مشتاقانه منتظریم تا درایوهای NVMe رو با استفاده از M.2 HAT (زمانی که در دسترس قرار گرفت) امتحان کنیم.


عملکرد پایه‌های GPIO رزبری پای 5 چگونه است؟

پایه‌های GPIO رزبری پای 5

نقطه قوت رزبری پای GPIO هست. وجود این 40 تا پایه GPIO باعث شده که بتونیم با استفاده از زبان برنامه‌نویسی مورد نظرمون پروژه‌های متنوعی انجام بدیم. رزبری پای پیوند قوی‌ای با زبان پایتون داره و خیلی از پروژه‌ها به این زبان انجام می‌شن. اما همچنین می‌تونیم کد GPIO رو به Lua ،C ،Go، جاوا اسکریپت، BASIC و زبان‌های دیگه بنویسیم.

عملکرد پایه‌های GPIO رزبری پای 5

ما در تست‌هامون برای برقرای ارتباط با GPIO از ماژول‌های RPi.GPIO و GPIO Zero پایتون استفاده می‌کنیم. تست‌های معمولی باتری GPIO Zero رو انجام دادیم و مشکلی نداشتیم. این ویژگی برای تازه‌کارهایی که کار با قطعات الکترونیکی و رزبری پای رو شروع کردن خیلی خوبه. GPIO Zero به خوبی عمل کرد اما RPi.GPIO به مشکل خورد و مشکل هم configuration هست.

گوردن هالینگوورس، مدیر ارشد فناوری رزبری پای، در مورد سازگارپذیری PEP668 و HAT رزبری پای 5  گفته:

سیستم عامل رزبری پای در استفاده از PEP668 مثل Debian OS، Ubuntu و غیره عمل می‌کنه. PEP668 به کاربران کمک می‌کنه مشکلاتی که در هنگام نصب، به‌روزرسانی و حذف پکیج‌ها از سیستم‌های مجهز به pip باهاشون مواجه می‌شن رو درک کنن. documentation بیشتری در اختیار کاربران قرار می‌گیره تا متوجه این تغییر بشن و از کاربران می‌خوایم که از ابزارهایی مثل virtualenvwrapper که این فرایند رو تسهیل می‌کنن غافل نشن. هر کدام از HATهایی که از رابط‌های استاندارد لینوکس برای ارتباطاتشون استفاده می‌کنن بدون هیچ تغییری در نرم‌افزار به کارشون ادامه می‌دن.

Gordon Hollingworth

همانجوری که هالینگوورس گفت اینکه بین زمان معرفی محصول و رونمایی برای خرده فروشی رزبری پای فاصله افتاده باعث میشه تولیدکنندگان زمان کافی برای آماده‌سازی بهترین HATهای رزبری پای و add-onها برای رزبری پای 5 داشته باشن.

نکته دیگه‌ اینکه وقتی Active cooler رو در جای خودش قرار می‌دین، دسترسی‌تون به GPIO برای رسیدن به سیم‌های جامپر مسدود نمی‌شه. شاید دسترسی به یک پایه براتون دشوار باشه اما غیرممکن نیست. فقط حتماً سیم‌های رو از فن که در حال چرخیدن دور نگه دارین. اگه قصد دارین از HATها یا add-onهای دیگه به همراه GPIO استفاده کنین، از کانکتور (رایزر) هدر مادگی به نر 2×20 بخرین. اینجوری GPIO از خنک کننده فاصله می‌گیره و ورودی هوا آزاد خواهد بود. برای ثابت کردن برد از پیچ اسپیسر (standoff) و پیچ M2.5 استفاده کنین.


قابلیت پشتیبانی از 2 دوربین بصورت همزمان

قابلیت پشتیبانی از 2 دوربین بصورت همزمان

رزبری پای 5 در بردهای اصلی پای از چند تا دوربین پشتیبانی می‌کنه. کاربران برای پشتیبانی از چند تا برد از Compute Module استفاده می‌کنن چون از روز اول این ماژول در بردهای Compute Module IO تعبیه شده بود اما خیلی از فن‌های پای Compute Module ندارن.

قابلیت پشتیبانی از 2 دوربین بصورت همزمان

در بخش کد نویسی هم، هم libcamera و هم ماژول پایتون Picamera از چند تا دوربین پشتیبانی می‌کنن. ما با pass کردن آرگومان دوربین برای libcamera (0 یا 1) و برای Picamera با استفاده از constructor صحیح دوربین (مجدداً 0 و 1) توانستیم با موفقیت این قابلیت رو تست کنیم.

کانکتورهای دوربین/نمایشگر از کانکتور 15 پایه استفاده می‌کنن. قبلاً بردهای رزبری پای Zero و اخیراً هم رزبری پای  Zero 2 W از این کانکتور استفاده می‌کنن. ماژول‌های دوربین و پای های قدیمی‌تر از کانکتور 22 پایه استفاده می‌کنن و برای همین لازمه کابل‌ها یا آداپتورها تعویض بشن. ما هردوی اونها رو با رزبری پای 5 تست کردیم و به خوبی عمل کردن.


پشتیبانی از Power over Ethernet

رزبری پای 5 از Power over Ethernet (PoE) پشتیبانی می‌کنه اما برای استفاده از اون باید یک PoE HAT جدید بخرین. در رزبری پای +3B و رزبری پای 4 هدر PoE بین GPIO و درگاه اترنت قرار می‌گرفت. در رزبری پای 5 کانکتور فن در این قسمت قرار می‌گیره و هدر PoE به قسمت پایین برد و بین کانکتور دوربین/نمایشگر و درگاه اترنت منتقل شده. برای همین نمی‌تونین اتصالات رو با سیم‌های جامپر انجام بدین. انتظار می‌ره در آینده PoE HAT تعویض بشه.


جمع‌بندی و سخن پایانی

قابلیت های جدید برد رزبری پای 5

رزبری پای 5 از جهات زیادی و علیرغم تمام کامنت‌های منفی که ممکنه دریافت کنه موفق خواهد شد. اگه طرفدار بردهای پای هستین، به محض اینکه یک برد عرضه می‌شه دوست دارین بخرینش و قیمت‌شون هم که بین 60 تا 80 دلار هست و حتماً ارزش خرید دارن( فقط یک هزینه اضافه بابت cooling باید در نظر بگیرین).

عملکرد سریعتر، پلی بک بهتر ویدئو و پهنای باند بیشتر برای storage از جمله دلایلی هستن که باعث میشن پای 5 رو به 4 ترجیح بدیم. و برای خیلی از افراد RTC یا کلید پاور قابلیت جذابی خواهد بود.

امکانات جدید و جذاب برد جدید آردوینو Uno R4

اگر به power نیاز ندارین، رزبری پای 4 کماکان گزینه خوبی هست. این مدل بدون سیستم active cooling هم می‌تونه کارهای زیادی انجام بده و بعد از چهار سالی که از عرضه‌اش می‌گذره حمایت خیلی از افراد رو تو بازار جلب کرده. اگر به لینوکس نیاز ندارین، GPIO و RPi Pico W که 8 دلاره ثابت کرده که یک میکروکنترلر همه کاره هست. اما اگر به دنبال بهترین کامپیوتر تک برد هستین، رزبری پای 5 بهترین گزینه هست.

منبع

این مقاله چطور بود ؟
+1
6
+1
0
+1
0
مشاهده بیشتر

محمد حسنی

حدود 3 سالی هست که در تیم سخت افزار سازان نام آور با اشتیاق به تولید محتوا مشغول هستم. علاقه شدیدی نسبت به طراحی، تحولات دنیای فناوری هوش مصنوعی و اینترنت اشیا دارم.

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

دکمه بازگشت به بالا