[新聞] Raspberry Pi Zero 2 W 出來了!


圖片來源:New product: Raspberry Pi Zero 2 W on sale now at $15

睽違 4 年,Raspberry Pi 終於發布了 Raspberry Pi Zero 系列新產品,Raspberry Pi Zero 2 W。我們先來看一下介紹。

影片來源:New product: Raspberry Pi Zero 2 W on sale now at $15

 
《特色》==> 幫大家劃重點
* 使用和 Raspberry Pi 3B 相同的 Broadcom BCM2710A1 SoC 晶片(64-bit)!但時脈為 1GHz(原本是 1.2GHz)
* 單執行緒效能提昇 40%,多執行緒效能提昇 5 倍。
* 採用新的 SiP(System-in-Package) 封裝技術 RP3A0。
* 記憶體一樣是 512MB LPDDR2 SDRAM。
* 藍牙升級為藍牙低功耗(Bluetooth Low Energy)。
* 其他外型規格和 Zero W 相同。

 
《規格》

SoC: Broadcom BCM2710A1(代號 RP3A0)
CPU: Arm Cortex-A53 @ 1GHz
GPU: H.264 MPEG-4 decode (1080p30); H.264 encode (1080p30); OpenGL ES 1.1; 2.0 graphics
記憶體: 512MB LPDDR2 SDRAM(和 GPU 共享)
視訊輸出: Mini HDMI port
音訊輸出: Mini HDMI port
儲存: microSD
USB: USB 2.0 interface with OTG
Ethernet:
Wireless: 2.4GHz IEEE 802.11b/g/n
Bluetooth: Bluetooth 4.2; BLE
GPIO: HAT-compatible 40 pin I/O header footprint
Camera: CSI-2 camera connector
工作電流: 600 mA
尺寸: 65 x 30 x 5mm
重量: 11g

 
《深入研究》
因為 Zero 系列是單面組件放置,過去 Zero/Zero W 使用 Broadcom BCM2835 SoC (ARM1176JZF-S 單核心),其 SoC 和 SDRAM 使用 package-on-package(PoP)封裝技術,可以將 SDRAM 封裝直接位於 SoC 的頂部,看起來像是這樣。

圖片來源:New product: Raspberry Pi Zero 2 W on sale now at $15

而 Zero 2 W 使用四個 Cortex-A53 核心,因為四核心的處理電路面積會超過原本的大小,無法直接使用原本的 PoP 技術,因此在 Pi 2 以後的樹莓派都是將 SoC 和 SDRAM 分離。
但隨著半導體技術的演進,在 2011 年的 BCM2763 曾使用 system-in-package (SiP)封裝技術(將 128MB SDRAM 和 SoC 晶片直接封裝在一起)又被應用在這次的 Zero 2 W。這次的封裝技術 RP3A0 是新一代的 SiP,可結合 BCM2710A1 晶片和 4Gbit Micron LPDDR2,看起來像是這樣。

圖片來源:New product: Raspberry Pi Zero 2 W on sale now at $15

硬體工程師的浪漫就是在 BGA(Ball Grid Array)展現,下圖是使用 X-ray 打在 RP3A0-AU 的顯示結果,竟然可以看到一個低解析度的樹莓派 LOGO~

圖片來源:New product: Raspberry Pi Zero 2 W on sale now at $15

 
《效能比較》
x264 Encode 效能比較(將 1080p 影片編碼為 x264 的速度,數字愈大效能愈好)

圖片來源:Look inside the Raspberry Pi Zero 2 W and the RP3A0-AU

phpbench 比較(執行 php 的速度,數字愈大效能愈好)

圖片來源:Look inside the Raspberry Pi Zero 2 W and the RP3A0-AU

WiFi 和 Ethernet 效能比較(無線和有線網路的傳輸速度,數字愈大效能愈好)

圖片來源:Look inside the Raspberry Pi Zero 2 W and the RP3A0-AU

和 Zero W 的功耗(Power Consumption)比較

圖片來源:Look inside the Raspberry Pi Zero 2 W and the RP3A0-AU

 
《常見問與答》
* Zero 和 Zero W 並不會停止製造和販售。
* 因為封裝問題,Zero 2 W 不會有 1GB SDRAM 的版本。
* RP3A0 代號意義。RP3 是封裝的名稱,A0 是零件的第一個版本,AU 表示該封裝使用金線做為打線接合,後方的 4 位數字是製造日期表示為年和周數。
* Zero 2 W 的 EOL 是 2028 年。

《參考資料》
* New product: Raspberry Pi Zero 2 W on sale now at $15
* Look inside the Raspberry Pi Zero 2 W and the RP3A0-AU

 
我們即將販售~

[新聞] Raspberry Pi 4 Case Fan 出來了!


圖片來源:NEW Raspberry Pi 4 Case Fan

Raspberry Pi 4 出來以後,雖然效能有三倍的 Pi 3B+ 來得快,但溫度也比 Pi 3B+ 更高了。下圖左是系統閒置狀態(Idle),下圖右是滿載情形(Load),其中溫度最高的是 CPU,再來是 PMIC 部份。

圖片來源:Raspberry Pi 4 Firmware Update – Pi 4 Now Runs Cooler Than Ever

雖然 Pi 4 可以在高達 80°C 的溫度工作,但韌體會在溫度超過 85 度之後降頻已確保溫度不再提昇,連帶的雙 4K 顯示和 GPU 的功能都會收到限制。

圖片來源:Raspberry Pi 4 Firmware Update – Pi 4 Now Runs Cooler Than Ever

因此樹莓派基金會更新了一系列的韌體,目的在不影響效能下對各組件的電壓做節能調整,讓功耗可以下降,溫度也隨之降低。


圖片來源:Raspberry Pi 4 Firmware Update – Pi 4 Now Runs Cooler Than Ever

這也讓各類型的外殼散熱系統可以有著力的地方。但通常好的散熱外殼都會搭配金屬外殼,這有可能造成 WiFi 的訊號衰減。下圖比較了 Pi 4 的 2.4GHz 頻段 WiFi 對於固定位置的 AP 訊號強度,單位 dBm(從 0 到 -100),愈接近零愈好

圖片來源:WiFi Signal Strength with Raspberry Pi 4 Cases

終於,樹莓派基金會也出了自己的散熱套件 Case Fan(外殼風扇),但需要搭配原廠紅白外殼使用。

安裝方法相當簡單,先將散熱片貼在 CPU 上,再把 Case Fan 固定在外殼的溝槽裡就可以了。上下外殼可以完全緊閉如同沒有安裝 Case Fan 一樣的密合。

圖片來源:Official Raspberry Pi 4 case fan adds cooling to Raspberry Pi 4 case

Raspberry Pi Case Fan 有四點特色。
1. 原廠散熱片(18×18×10mm)散熱效果佳。

2. 專為超頻設計,可使用 GPIO 控制啟動風扇條件。
新版本的 raspi-config 已經將控制功能加入了,可以從 4 Performance Options > P4 Fan 設定控制腳位和調整溫度條件(如果使用 raspios_armhf-2020-12-04 以前版本,需要先使用 sudo apt-get update && sudo apt-get dist-upgrade 更新 raspi-config 功能。

3. 主動散熱,可將熱氣從 USB 和 Ethernet 空隙中帶走。
Raspberry Pi 4 Case Fan 採用下吹式的主動散熱方式,配合紅白外殼的機構,可有效的將熱氣從 USB 和 Ethernet 處抽走,達到絕佳的冷卻效果。

圖片來源:Designing the Raspberry Pi Case Fan

4. 完美搭配原廠紅白外殼,WiFi 訊號不衰減,降溫效果明顯。

圖片來源:Official Raspberry Pi 4 case fan adds cooling to Raspberry Pi 4 case

《補充資訊》
* 根據測試,風扇運轉時大約是 55dB。
* 根據這篇教學,可以使用 Hardware PWM 控制風扇運轉速度,而不只有開和關而已。

《新聞》
* New product: Raspberry Pi 4 Case Fan
* Designing the Raspberry Pi Case Fan
* Raspberry Pi 4 Firmware Update – Pi 4 Now Runs Cooler Than Ever
* Official Raspberry Pi 4 case fan adds cooling to Raspberry Pi 4 case

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