【技术杂谈】性能提升3倍的树莓派4，被爆设计缺陷！

接下来，我们将一睹 Raspberry Pi 4 的别样风采。


Raspberry Pi 4 的蜕变

事实上，自 2012 年 2 月份初代 Raspberry Pi 诞生至今，它的外形并没有做过大幅度地调整，对此，Raspberry 官方也表示，一直在努力保持这种外观。不过相较于上一版，Raspberry Pi 4 还是对外形进行了少量的调整以适应一些新的功能。



硬件更新

• Raspberry Pi 4 采用了1.5GHz 四核 64 位 ARM Cortex-A72 CPU，型号为博通 BCM2711 Soc，对此，官方表示，这比上一代树莓派 3 Model B+ 性能提升近 3 倍；
  
• 功率改进：Raspberry Pi 4 的充电端口从曾经的 USB micro-B 变成了 USB-C 。因为这支持额外的 500mA 电流，这样即使在 CPU 负载过重的情况下，也能确保为下游 USB 设备提供完整的 1.2A；
  
• 视频输出：为了适应现有电路板占地面积内的双显示输出，树莓派 4 用一对 D 型（微型）HDMI 连接器取代了 A 型（全尺寸）HDMI 连接器；
  
• 全吞吐量千兆以太网和两个 USB 3.0 、两个 USB 2.0 端口：Raspberry Pi 4 千兆以太网 magjack 从右下方移动到电路板的右上方，大大简化了 PCB 布线。4 针以太网供电（PoE）连接器保留在同一位置，因此 Raspberry Pi 4 仍然与 PoE HAT 兼容。主 SoC 上的以太网控制器通过专用 RGMII 链路连接到外部 Broadcom PHY，从而提供全部吞吐量。USB 通过外部 VLI 控制器提供，通过单个 PCI Express Gen 2 通道连接，并提供总共 4Gbps 带宽，在四个端口之间共享。电路板右侧的所有三个连接器都在边缘上方延伸了一毫米，以简化外壳设计。在所有其他方面，连接器和安装孔布局保持不变，确保与现有 HAT 和其他附件兼容；
  
• 双频 802.11ac 无线网络；
  
• 蓝牙 5.0；
  
• 双显示器支持，分辨率高达 4K；
  
• VideoCore VI 显卡，支持 OpenGL ES 3.x；
  
• 支持硬件解码 4Kp60 的 HEVC 视频；
  
• 整体重量只有 46 克；
  
• 在硬件配件上，官方还提供了一套完整配件，其中一个 4GB Raspberry Pi 4、键盘鼠标、入门教程、SD 卡、数据线等附件的套餐，也不过需要 120 美元（约人民币 820 元）。
  
  

软件更新

在软件方面，新一代的 Raspberry Pi 采用了 Debian 10 Buster 发行版系统。对此，树莓派高级软件工程师 Simon Long 表示，Raspberry Pi 4 一直致力于保持软件与旧硬件的向后兼容性，因此 Raspberry Pi 所有型号的标准 Raspbian 镜像都是基于最新版本的 Debian Linux——Buster。而这一新发行版系统带来了更加简单的现代化用户界面和更新的应用程序，包括 Chromium 74 Web 浏览器。

别太高兴，Raspberry Pi 4 被爆兼容性存在问题！

截止目前，这款既可以做游戏机，又能成为机器人的 Raspberry Pi 4 已让业界无数从业者为之欢呼：

“天啊！这是一次疯狂的升级，USB 3.0！千兆以太网！WiFi 802.11ac！BT 5.0！4GB RAM！4K！而且最多只要 55 美元！”

不过也就在一众用户满心欢喜入手 Raspberry Pi 4 之际，一位名为 Tyler Ward 的开发者发现，新一代的 Raspberry Pi 在 USB Type-C 的兼容性上存在问题。按常理来说，USB Type-C 端口上两个 CC 引脚中的每一个都应该获得自己的电阻器，但是 Raspberry Pi 4 中，其电路设计显示它们共用了一个电阻，而这样会直接导致了 USB-C 配件的不兼容。
针对这一问题，Raspberry Pi 联合创始人 Eben Upton 在接受外媒 TechRepublic 采访时承认，“带有电子标记线缆电缆的智能充电器会错误地将Raspberry Pi  4 识别为音频适配器附件，并拒绝向其供电。这一问题，我希望在未来的电路板中修复该问题。”

Raspberry Pi 4 对物联网的影响

当前幸运的是，这个一问题带来的影响并不是那么广泛也可以有效规避。对此，Eben Upton 也给出了他建议的解决方案，即使用不带 e-mark 芯片的普通 USB-C 线缆来供电，如官方的 Pi 4 充电器。
其实，Raspberry Pi 4 的到来，不仅是业界的再一次技术迭代与进步，其独特的结构性能也将在万物互联时代为物联网，尤其是智能硬件的发展带来更有力的技术工具支撑。
犹记得两年前，笔者带着“作为开发者，想要物联网开发，是否需要首先学习学嵌入式？”的疑问请教了中国软件行业协会嵌入式系统分会副理事长何小庆。他在电话里耐心地解释道，“「想要物联网开发，首先要学习嵌入式」这个观点是正确的，嵌入式是物联网开发的基础，现在各大高校的自动化、计算机、电子信息等这些专业中，都有嵌入式的课程。也有不少学校开设了物联网专业，其中也有大量的嵌入式的课程。不过并不是所有的从事物联网系统开发应用的人都要懂嵌入式，因为物联网是一个系统，它有传感器、网关，即为就是我们计算的部分，它后面有手机 App、服务器，假如你正好是只是从事手机 App 开发的，或者服务器端开发的，那就不需要深入了解嵌入式系统的知识，你只要知道嵌入式的设备是如何跟你的手机和服务器进行通讯的，比如蓝牙通讯协议，你只要知道这些通讯协议基本原理就可以。”而作为从事硬件层面的开发者，嵌入式无疑是需要具备的基本技能。
Raspberry Pi 作为硬件条件较为成熟、软件资源较为完备、社区支持较为广泛的嵌入式开发板，无疑是嵌入式入门最为便捷的通道。而这也是为何 Raspberry Pi 每次的迭代都能引起国内外使用者的激烈探讨的原因：


@xorcist：

我一直在使用 RPI2 作为我的 HTPC / NAS。
使用 Pi 作为文件服务器可能有点不稳定。以太网控制器是 USB 控制器，既不是非常稳定，也不是非常好。专用链路上的新 PHY 可能是这一新版本的最大改进。考虑到高昂的许可证费用和一般的不确定性，HEVC 有点出乎意料。


@lbf-523：
刚买了 3B+ 的我眼泪掉下来。


@david Frantz：
过分关注向后兼容性可能是件坏事！我更愿意看到将该板放入 64 位 OS 中的计划。因为可能在 2-4 年之后，当 Pi 5 问世时，它就会有 6-8GB 的 RAM，到时候大多数用户只想要 64 位操作系统而自然没太多人关注 32 位支持。


@Jose：
虽然我同意有时需要保持向后兼容性，但这样做可能是一个灾难性的商业决策。软件开发是目前最昂贵的项目，没有人想重新编译和重新测试他们的应用程序，因为这需要花费金钱和时间。我相信 RPI 基金会正在通过保持一切向后兼容的措施来做正确的事情，直到出现 RPI 4 的 64 位杀手级应用程序。而且，无论如何，一定会有不少的 64 位 Linux 发行版能够很好地运行于 RPI 4 上。

最后，你打算或已经入手了 Raspberry 4 了吗？
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