Более высокая производительность Raspberry Pi 5 привела к существенным изменениям в конструкции платы.
Плата Raspberry Pi 5 потребляет значительно меньше энергии и работает значительно холоднее, чем Raspberry Pi 4, при выполнении одинаковой рабочей нагрузки, но более высокая производительность означает, что пиковое энергопотребление увеличивается примерно до 12 Вт по сравнению с 8 Вт у Raspberry Pi 4.
BCM2712, лежащий в основе Raspberry Pi 5, представляет собой четырехъядерный 64-разрядный процессор Arm Cortex-A76 с тактовой частотой 2,4 ГГц, кэшем L2 объемом 512 КБ на ядро и общим кэшем L3 емкостью 2 МБ, что обеспечивает вдвое большую производительность по сравнению с предыдущим чипом с частотой 1,8 ГГц.
BCM2712 и контроллер ввода-вывода RP1, разработанные компанией Raspberry Pi, поддерживаются микросхемой управления питанием Renesas DA9091 «Gilmour» (PMIC). Он объединяет восемь отдельных импульсных источников питания для генерации различных напряжений, необходимых плате, включая четырехфазный источник питания, способный обеспечивать ток 20 А для питания ядер Cortex-A76 и другой цифровой логики в BCM2712.
DA9091 является продуктом многолетних совместных разработок, начавшихся с Dialog Semiconductor в Эдинбурге. «Нам удалось реализовать две часто запрашиваемые функции: часы реального времени (RTC), которые могут питаться от внешнего суперконденсатора или перезаряжаемого литий-марганцевого элемента; и кнопку питания в стиле ПК, поддерживающую аппаратное и мягкое выключение и включение питания», — сказал Эбен Аптон, генеральный директор Raspberry Pi.
В новом дизайне на плате добавлена пара монтажных отверстий для радиатора, а также разъемы JST для батареи RTC (два контакта), отладки Arm и UART (три контакта), а также вентилятора с ШИМ-управлением и тахосигнальной обратной связью ( четыре контакта).
Обновленный корпус для Raspberry Pi 5 по цене 10 долларов США добавляет удобство использования и функции управления температурным режимом благодаря встроенному вентилятору 2,79 (макс.) CFM с гидродинамическими подшипниками, выбранными для низкого уровня шума и увеличенного срока службы. Он подключается к четырехконтактному разъему JST на Raspberry Pi 5 и обеспечивает охлаждение с контролем температуры. Воздух всасывается через щель на 360 градусов под крышкой, обдувается радиатором, прикрепленным к точке доступа BCM2712, и выводится через отверстия разъемов и вентиляционные отверстия в основании.
Активный кулер стоимостью 5 долларов крепится к плате через два новых монтажных отверстия и подключается к тому же четырехконтактному разъему JST, что и корпусной вентилятор.
При использовании стандартного адаптера питания USB-C 5 В, 3 А (15 Вт) с Raspberry Pi 5 ток USB ограничивается 600 мА, чтобы обеспечить достаточный запас для поддержки этих рабочих нагрузок. Это ниже, чем предел 1,2 А для Raspberry Pi 4, но, как правило, этого достаточно для управления мышами, клавиатурами и другими периферийными устройствами с низким энергопотреблением.
Для пользователей, которые хотят использовать мощные периферийные устройства, такие как жесткие диски и твердотельные накопители, сохраняя при этом запас для пиковых рабочих нагрузок, подойдет адаптер питания USB-C стоимостью 12 долларов, поддерживающий рабочий режим 5 В, 5 А (25 Вт). Если прошивка Raspberry Pi 5 обнаруживает этот источник питания, она увеличивает предел тока USB до 1,6 А, обеспечивая 5 Вт дополнительной мощности для последующих USB-устройств и 5 Вт дополнительного встроенного бюджета мощности: благо для тех из вас, кто хочет поэкспериментировать с разгон вашего Raspberry Pi 5.
Пользователи имеют возможность переопределить ограничение тока, указав более высокое значение, даже при использовании адаптера 3А. При тестировании Raspberry Pi 5 отлично работает с типичными конфигурациями USB-устройств большей мощности и со всеми рабочими нагрузками, кроме самых патологических.
Питание через Ethernet
С начала 2024 года Raspberry Pi будет предлагать встроенную функцию Power over Ethernet (PoE+), или HAT. Он поддерживает новое расположение четырехконтактного разъема PoE и имеет L-образный форм-фактор, что позволяет ему размещаться внутри корпуса Raspberry Pi 5, не мешая механически и не нарушая поток воздуха.
PoE+ HAT объединяет планарный трансформатор в печатную плату и использует оптимизированную архитектуру обратноходового преобразователя для поддержания высокой эффективности во всем диапазоне выходной мощности от 0 до 25 Вт.
Плата Raspberry Pi 5 также имеет однополосный интерфейс PCI Express 2.0 на 16-контактном разъеме FPC с шагом 0,5 мм на левой стороне платы.
С начала 2024 года пара механических плат адаптеров будет конвертироваться между этим разъемом и подмножеством стандарта M.2, что позволит подключать твердотельные накопители NVMe и другие аксессуары формата M.2. Первый, соответствующий стандартному форм-фактору HAT, предназначен для установки более крупных устройств. Второй, имеющий L-образный форм-фактор нового PoE+ HAT, поддерживает установку устройств формата 2230 и 2242 внутри корпуса Raspberry Pi 5.
Компания также приобрела литий-марганцевую аккумуляторную батарейку Panasonic с предварительно установленной двухконтактной вилкой JST и клейкой монтажной площадкой. Он стоит 5 долларов и подходит для питания часов реального времени (RTC) Raspberry Pi 5 при отключенном основном источнике питания.
