今日树莓派基金会公布,Raspberry Pi 2 Model B是下一代Raspberry Pi开发板的先锋,Eben Upton 对于这块板子想说的可多了。
回溯去年七月Model B+刚上市时,树莓派基金会的创办人Upton,同时也是如今树莓派贸易公司的CEO,曾表示高性能的树莓派可能要等到2017年才能看得到。然而,就像车子的后视镜,有时候镜子里的东西比实际上看起来更近,新的树莓派也是如此。
新Raspberry Pi 2的特色在于其正面的BCM2836处理器(左侧)。板子上的第二颗芯片则是LAN9154 USB集线器和以太网芯片。
新Raspberry Pi 2的背面。板子中央是1GB Micron B8132 SDRAM芯片。
表面上新Raspberry Pi 2和 Model B+看起来非常像,以至于把他们并排在一起时,判别两者的xx方法就是将板子反过来看看有没有SDRAM芯片。也因为不再像Model B+那样与原本的Model B采用同款的层叠封装(package-on-package),新的Pi将RAM从板子上分出来成为独立的芯片。
两个板的外观非常像,因为Pi的主要改变从表面是看不出来的–900MHz的四核ARMv7取代了以往的单核700MHz ARMv6。尽管还有一些微调,但除此之外最主要的改变就是板载内存从512MB增加到1GB。
新的Pi即便是待机状态,耗电量也比前几代的板子更加省,然而当四个核心同时运转时会消耗更多电力,同时也因为漏电的关系而变得更烫。烫到也许会想要加装散热片,尤其是如果打算超频的话。
由于新Pi的核心时钟已经是900MHz,据说还能轻松超频到更高。轻松的真相是新板出厂时的原本只有800MHz,却在上市前的xx几天调整了,无疑是为了一些想突破界限、追求更高速度的人而这么做的。
“遇到生产问题时,我们在超频这件事上向来很保守。不过实际上板子在900MHz时运作得相当好,再上去还有很大的超频空间。”树莓派CEO Eben Upton说道。
从ARMv6发展到ARMv7,对基金会是一件大事,因为先前的Pi是在茫茫板海中少数还使用旧v6架构的,也因为这样某些软件方案对于支持Pi根本没兴趣。此外,像是用于物联网的Ubuntu Core –原本只是支持ARMv7和x86–现在也能轻松移植到新一代Pi上了。
虽然新板采用了ARMv7的核心与各类模块,不过专为ARMv6编写的用户二进制文档仍可继续使用,也就是说新板Pi上的所有软件都完整兼容于现有树莓派的Linux版本。
今起,您可以在现有的Raspbian操作系统上通过“apte-get upgrade”指令来安装ARMv7核心了。接着不论是第一代或是第二代的Pi就能用同一张SD卡(假设是SD卡)来开机了。支持两款板子的内存卡映像文件,也会搭配新的NOOBS映像文件一并发布。
在本日发布之前,上周我们已经坐下来与Eben聊聊了,我们也试着在新一代板子的设计背后,深入挖掘更多的技术细节。
A:新的BCM2836 SoC或多或少可说是把旧款BCM2836的ARMv6核心挖掉,再放入一个V7四核心。不过也有一些其他的小改动,能不能请您说一下呢?
E:对于USB子系统不会有任何的改变,但电力系统已经大幅调整。2835板上的SMPS撑不住四核心Cortex complex处理器所需的电流,因此它被移除了,另外Pi 2采用了外部的SMPS芯片。再者,由于Cortex complex具备专用的512KB L2缓存,因此就不再需要128KB的系统缓存–ARM的流量会直接到SDRAM那边。
A:之前发布了许多BCM2835的文档,当到了BCM2836 SoCial时,这些文件与它的相关性如何?Broadcom公司或树莓派基金会是否会分享更多关于新芯片底层运作上的细节?
E:所有关于2835已发布的文档都可直接用于2836。我希望Broadcom未来在适当的时候可以放出关于芯片上硬件区块(特别是高速接口和视频转换器)的额外资料,不过这尚未获得承诺。
A:您将内存从原本的叠加封装模块移到板子背面的独立芯片上。是什么驱使这个设计的决定呢?相较于原本的叠加设计,有哪些好处与坏处呢?
E:为了2836,我们必须移植到14×14的BGA上,因此12×12的PoP就不太适用了。主要缺点是PCB设计变得更复杂。主要优点则是散热更好,因为2836是直接外露的。
A:一些v6的指令集将无法用于新的v7芯片。那些指令是哪些?您觉得社区玩家会明显感受到这件事吗?
E:使用者端的主要差异在于FPU中没有“短向量模式”。不过它从未用于一般目的程序代码中,就我所知xx会用到它的地方是在一些多媒体加速方案,这些事情我们已经搞定了,在2836上也不会启用(有更好的v7版本可以代替)。
A:有一些谣言说到这款新板子可能使用BCM11130(和Roku 3是同一颗),曾经考虑过吗?有任何原因导致为什么,或为什么不?
E:我们致力于保持与BCM2835的完整兼容性,虽然BCM11130是片相当不错的芯片,但架构却xx不同,这样会让许多底层教学xx无法使用。
A:这个耀眼四处传播的其中一个理由是BCM11130已经具备了以太网和USB。Pi在使用LAN9154来通过USB总线来处理以太网流量这件事上,遇到了不小的批评啊。先前您曾提及这不算是什么大问题,可以稍微谈一下吗?
E:好,那么,您已经有一个从480Mbit接口下放的100Mbit的接口,所以我实在搞不懂为什么老是会有人担心这件事。BCM11130的好处是它有Gigabit的以太网口,但我们并不认为这件事的需求有大到要打破兼容性。
A:您认为四核心对于maker是由帮助的吗?或是需要较低硬件性能的工业客户呢?
E:我认为四核心会在一定程度上对每个人都加分。对于maker来说,我期待看到一些能结合OpenCVa、SMP与NEON的更复杂电脑与视觉应用诞生。
A:新Raspberry Pi 2的设计,对于去年中上市的Model B+板是否有影响?
E:当然。James在完成B+的设计之前,就知道了2836的引脚配置了。主要的影响是B+上所有的接口很明显地都尽可能往板子边缘推,这样才能在2836和SDRAM之间有足够的布线空间。
A:新板的到来也代表基金会与Matt Richardson(《Getting Started with the Raspberry Pi》一书的作者作为第一个美国籍员工加入他们)跨入了美国的教育领域。
“虽然树莓派在美国已经很受欢迎了,我们仍致力对更多学校、图书馆、博物馆、创客空间以及个人玩家来推广。今年美国的Pi爱好者会在各地的工作坊或活动中更强烈的感受到树莓派的存在。
我对于已经买得到Raspberry Pi 2 Model B这件事觉得很兴奋,真的迫不及待想看看大家要拿它来做什么。不止性能提升能让它成为更强大的创客工具,还能借此改善学习经验使我们的教育使命更上一层楼。” 美国树莓派的布道师Matt Richardson这么说。
A:树莓派背后的教育使命往往被创客社区群体所忽视,但它确实新一代板子上市的原动力。
E:我们并非以盈利为目的,我们之所以在此是希望让孩子也可以自己写程序。
A:在原来的Model B和现在的新板之间的性能差距,代表新Raspberry Pi 2作为一般用途的电脑的可行度更高了。
如今取得新板的价格和Model B+是一样的,且会与其他三款现有的Pi(原本的Model B、Model B+以及Model A+)一并发行。
E:产品寿命不会结束。只要人们想买Raspberry Pi Model B,我们一样会继续生产Raspberry Pi Model B。
尽管看来没有任何迹象符合我的猜测—至少短期内是这样—让Raspberry Pi 2 去取代Raspberry Pi Model A+这片零售价只要20美元的低性能Pi。而Model A与据称有同样状况的Model B+,究竟会发生什么事情,让我们拭目以待吧!