Компьютер внутри клавиатуры! Обзор дешёвой Raspberry Pi 500 с полноценной Pi 5 внутри

Когда вышла Raspberry Pi 400, мир находился в глубоких тисках COVID-19, и дефицит микросхем приводил к тому, что запасы обычной электроники иссякали. Это же касалось и Raspberry Pi 4. В то время Raspberry Pi 400 стал олицетворением нового форм-фактора в линейке Raspberry Pi — компьютера «в клавиатуре».

Компьютер в клавиатуре — идея не новая. В 1980-х годах у меня были различные компьютеры Commodore, поэтому я хорошо знаком с клавиатурами, которые на самом деле были компьютерами. Но для Raspberry Pi это был смелый шаг, и, похоже, он оправдался, поскольку выпустила преемника в лице Raspberry Pi 500 за 90 долларов, основанного на текущем флагмане Raspberry Pi 5.

Raspberry Pi 500 можно приобрести как самостоятельно за 90 долларов, так и в составе набора Desktop Kit стоимостью 120 долларов. Оба комплекта поставляются с 32-гигабайтной microSD-картой A2 SDR104, но последний дополнительно включает блок питания USB Type-C мощностью 27 Вт, кабель microHDMI — HDMI и руководство для начинающих пользователей Raspberry Pi.

У нас на обзоре, по сути, Desktop Kit, за вычетом руководства для начинающих. Стал ли Raspberry Pi 500 настоящим преемником Pi 400? Давайте узнаем!

Технические характеристики

Дизайн

«Это же просто клавиатура, верно?» — именно так я подумал, когда получил Raspberry Pi 400 в 2020 году. Да, Pi 400 выглядит как официальная клавиатура Raspberry Pi, но хотя Raspberry Pi 500 сохраняет очень похожий форм-фактор, цветовая схема теперь базируется на полностью белом цвете вместо малиново-красного и белого, которые использовались в Pi 400.

Raspberry Pi 500 — это, по сути, клавиатура с Raspberry Pi 5 внутри. Как и в случае с Raspberry Pi 400, это кастомная Pi 500 PCB, а не Compute Module 5 на плате-носителе.

Все порты находятся на задней стороне корпуса, сред них один порт USB 2, предназначенный для подключения мышки. Два порта USB 3, слот для карты памяти micro SD (такой же, как у Raspberry Pi 5). Разъем питания USB Type-C, два порта microHDMI (4K) и интерфейс GPIO, а также порт Gigabit Ethernet. Наконец, есть место для фиксации Pi 500 на столе с помощью замка Kensington.

Расположение портов на задней панели вполне логично. Это убирает хаос с кабелями и означает, что нам нужен только один толстый край корпуса, в то время как остальные могут быть как можно тоньше.

Сама клавиатура хорошая. Это не одна из лучших механических клавиатур, но резиновые мембранные клавиши (chiclet) отзывчивы и хорошо работают даже при быстром наборе текста. Более того, в правом верхнем углу есть кнопка питания! Не переживайте, для её срабатывания нужно долгое нажатие, чтобы запустить процесс выключения.

Внутренности

Как и Raspberry Pi 400, Pi 500 довольно легко открыть с помощью ряда защёлок. Только не торопитесь, используйте пластиковые лопатки и слегка подогревайте нужные участки феном.

Я залез внутрь, и меня встретил огромный кусок алюминия, покрывающий всю печатную плату и закрывающий клавиатуру. Это то же самое решение, что и в Pi 400, и позже станет понятно, почему тепловые характеристики Raspberry Pi 500 настолько хороши. Снять алюминий было немного сложно. Четыре винта открутились легко, но термопрокладка, удерживающая алюминиевый радиатор на SoC, была приклеена крепко. Но немного тепла, несколько пластмассовых инструментов для поддевания и терпение победили. Собирая все обратно, убедитесь, что радиатор касается термопрокладки, иначе чип не будет охлаждаться.

Печатная плата очень похожа на таковую в Pi 400 (да, эта мысль пронизывает весь обзор), но порты GPIO и USB поменяны местами. Оглядывая плату, трудно не заметить, что на ней есть большое пространство в формате M.2. В нем можно разместить NVME вплоть до размера 2280 или даже ускоритель искусственного интеллекта, но есть одна загвоздка. Здесь нет разъема. Я спросил об этом технического директора Raspberry Pi Гордона Холлингворта (Gordon Hollingworth), и он ответил, что таков баланс функциональности с производительностью и ценой/возможностями. Но Холлингворт говорит, что Raspberry Pi 500 — «это хороший продукт, который попадает на тот же рынок, что и Raspberry Pi 400».

Другой причиной отказа от использования NVMe SSD является то, что корпус не так-то просто открыть. Пластик легко сломать, в результате чего вы получите косметически поврежденную Raspberry Pi 500.

Я также заметил чип RP2-B2 рядом с разъемом FFC клавиатуры. RP2 — это RP2040, а «B2» указывает на самую последнюю версию. Учитывая близость к FFC клавиатуры, он выполняет функции контроллера клавиатуры.

Наконец, на плате есть большая незаполненная область. Ни одного компонента поверхностного монтажа! Я заметил место для конденсатора, но, кроме этого, единственная подсказка — это PoE (Power over Ethernet). Это ещё одна функция, которая не вошла в финальную версию по тем же причинам, по которым была исключена поддержка M.2 PCIe.

Вы также заметили, что здесь нет разъемов для официального Touch Display 2 или многочисленных камер Raspberry Pi. Pi 400 и 500 лишены этих разъемов, но мы можем легко подключить к Pi 500 USB-камеру и два HDMI-дисплея, так что это не такая уж большая потеря.

Тепловыделение и мощность

Следовать примеру Pi 400 — это вовсе не плохо, когда речь идет о работе над тепловыделением. Видите ли, в Pi 400 есть большой кусок металла, расположенный под клавиатурой, который выполняет роль радиатора. Похоже, что в Pi 500 реализовано то же самое, так как пассивное охлаждение демонстрирует выдающуюся эффективность, даже при разгоне до 3 ГГц!

Я провел обычное тестирование. Включив систему, я оставил ее на одну минуту, после чего запустил скрипт для бенчмарка, записывающий все температуры и скорости процессора в CSV-файл для последующего просмотра.

Первым был стандартный тест на скорость работы. На холостом ходу система работает на частоте 1,5 ГГц при температуре 31,2°C. Несмотря на пассивное охлаждение, Pi 500 оставался холодным даже после полного пятиминутного стресс-теста. Для сравнения, температура Raspberry Pi 5 в режиме ожидания составляет 39,5°C (пассивное охлаждение с помощью радиатора Active Cooler). Так что Pi 500 значительно холоднее и потребляет всего 2,6 Вт энергии!

Во время пятиминутного стресс-теста все четыре ядра работали на максимальной частоте 2,4 ГГц, в результате чего температура SoC достигла 51°C, что на 8,3°C ниже, чем у Raspberry Pi 5 (59,3°C). Энергопотребление в стресс-тесте возросло до 6,36 Вт, но это не повод для беспокойства.

Воодушевлённый этим успехом, я разогнал Raspberry Pi 500 до 3 ГГц, и он справился с этим отлично! Температура в состоянии простоя составила 33,4°C, а потребление энергии — всего 2,65 Вт, так как процессор всё ещё работал на частоте 1,5 ГГц. Во время стресс-теста процессор достиг 3 ГГц и температуры 64,8°C, что значительно ниже порога троттлинга в 82°C. Разумеется, потребление энергии увеличилось до 8,8 Вт, но это всё равно значительно ниже максимальных 25 Вт, поддерживаемых официальным блоком питания Raspberry Pi 5.

То есть тепловые характеристики Raspberry Pi 500 сохраняют наследие Pi 400 и доказывают, что при хорошем пассивном охлаждении могучий BCM2712 можно приручить.

Производительность карты памяти microSD

Бут впечатляет — 19,86 секунды, но это соответствует другим microSD стандарта A2 от Raspberry Pi, которые мы тестировали на Raspberry Pi 5. Время загрузки относительно одинаково для microSD, eMMC на Compute Module 5 и NVMe SSD. Наибольшая разница наблюдается в производительности чтения и записи, и мне грустно констатировать, что карты microSD — самый медленный вариант для Raspberry Pi. Я сравнил производительность Raspberry Pi 500 с новым Raspberry Pi Compute Module 5, который оснащен накопителями eMMC и NVMe.

Используя dd для чтения всей microSD на 32 ГБ в /dev/null, я зафиксировал, что Raspberry Pi 500 достигает 89,2 МБ/с, что не так уж и мало, но гораздо медленнее, чем NVMe Gen 3 (768 МБ/с). Скорость последовательной записи фиксировалась с помощью Raspberry Pi Diagnostics, входящей в состав ОС. Я увидел 32,25 МБ/с с картой microSD класса A2. Для сравнения, скорость NVMe Gen 3 достигает 703 МБ/с.

Значит ли это, что Raspberry Pi OS на Raspberry Pi 500 предоставляет ужасный опыт использования? Вовсе нет, просто было бы предпочтительнее иметь более быстрый вариант хранения данных. Фирменные карты памяти класса A2 превосходны, а Raspberry Pi OS была быстрой и отзывчивой. Честно говоря, мы с удовольствием использовали бы Raspberry Pi 500 и в таком виде. Но в глубине души нам очень хотелось, чтобы под капотом было что-то еще.

Доступ к GPIO

Так же, как и Raspberry Pi 400, Pi 500 требует использования дополнительной платы (breakout board) для доступа к GPIO. К счастью, распиновка остаётся той же, так что вы можете использовать уже имеющуюся breakout-плату от старых моделей. Порт закрыт резиновой заглушкой, которую легко снять пинцетом.

В результате вы получите те же GPIO-пины, что и у Raspberry Pi 5, и благодаря изменениям в установке Python-программ (PEP668), а также решению Raspberry Pi использовать RP1 («южный пост») для управления GPIO, ваш пользовательский опыт останется прежним. Всё, что нужно сделать, — это использовать указанную breakout-плату для правильного подключения пинов к HAT.

Сценарии использования

Как и Raspberry Pi 400, Pi 500 призван стать аналогом домашних компьютеров 1980-х годов в XXI веке. Вы включаете клиновидную клавиатуру, подключаете дисплей и начинаете работать.

Но Raspberry Pi 500 обладает гораздо большей вычислительной мощностью, чем Pi 400, а это значит, что новинка может стать полноценным настольным компьютером для тех, кому не нужна RTX 4090 или энергоемкий процессор.

Отзыв

Мне нравится Raspberry Pi 500. Это мощная машинка в приятном корпусе. Я достаточно стар, чтобы помнить увлечение домашними компьютерами в 1980-х годах, и эта модель, как и Pi 400, напоминает мне о том времени. Но сейчас у нас гораздо больше возможностей. Это отличный универсальный компьютер, но, как я уже говорил на протяжении всего обзора, он имеет много общих черт с Pi 400, а доступ к GPIO и отсутствие портов камеры/дисплея — единственные реальные недостатки. Отсутствие накопителей на базе PCIe вызывает сожаление, но без люка для легкого доступа пластик быстро бы сломался.

Как по мне, Raspberry Pi 500 — это отличный подарок техногику или первый компьютер для ребенка. Могу легко представить, как его используют в школах и, в некоторой степени, в офисах по всему миру.

Это перевод обзора Tom's Hardware.