树莓派5来了：算力提升2.5倍，支持PCIe，438元起售

树莓派 5 来了！昨天，开发者社区里突然传来了好消息。

这次发布的树莓派 5（Raspberry Pi 5）距离上一代产品树莓派 4（Raspberry Pi 4）已经过去了四年。作为开发者最喜爱的开发板，新一代的树莓派 5（Raspberry Pi 5）在性能上有了显著提升，但售价也有所增加，4GB 版本售价为60美元，8GB 版本售价为80美元

据树莓派首席执行官 Eben Upton 介绍，该平台在几乎所有方面都进行了升级，提供了不折不扣的全新用户体验。

树莓派 5 配备了前所未有的新功能，计算速度是前代的两倍多，并且是第一台采用英国剑桥内部设计芯片的树莓派计算机。

树莓派官方总结了新一代产品的特性：

• 2.4GHz 四核 64 位 Arm Cortex-A76 CPU

• VideoCore VII GPU是一种支持OpenGL ES 3.1和Vulkan 1.2的图形处理器

• 需要重写的内容是：双4K60帧HDMI输出

• 需要进行重写的内容是：4K60帧HEVC解码器

• 双频 802.11ac Wi-Fi

• 蓝牙 5.0 / 低功耗蓝牙 (BLE)

• 支持SDR104模式的高速microSD卡接口

• 支持同时运行的2个USB 3.0端口，传输速率可达5Gbps

• 需要被重写的内容是：2个USB 2.0端口

• 千兆以太网，支持 PoE+（需要单独的 PoE+ HAT，即将推出）

• 2 × 4 通道 MIPI 摄像头 / 显示收发器

• PCIe 2.0 x1 接口，用于快速增加外设

• 树莓派标准的40针GPIO接头

• 实时时钟

• 重新写作：开关按钮

根据原文内容，可以重写为：从PCIe接口、支持OpenGL ES 3.1和Vulkan 1.2的GPU，到主动散热系统，现在的树莓派已经成为一个非常成熟的开发板

树莓派 5 的发布标志着一系列制造创新的引入。其中包括连接器的侵入式回流焊，这项技术提高了产品的机械质量，增加了产量，并且消除了成本高、能耗大的选择性焊接或波峰焊工艺。此外，还有全布线面板单层焊接技术，可以使电路板边缘更整洁。另外，还引入了全新的生产测试方法，这些方法是从 RP2040 微控制器规模测试经验中汲取灵感而来的

与以往不同，官方在产品上架之前就公布了树莓派 5 的大部分特性。从今天开始，人们可以从授权经销商和合作伙伴那里预订这款新产品，预计第一批设备将在10月底发货，有经销商表示是在10月23日

一点历史

树莓派 4 是在 2019 年 6 月 24 日发布的，当时号称为第一个「PC 级」性能的树莓派。它采用主频为 1.5GHz 的四核 Arm Cortex-A72 处理器，比 2012 年的初版树莓派快大约四十倍。Eben Upton 表示，从许多方面来说，那个时机都是完美的：第二年起，数以百万计的学生和开发者开始在家中学习、工作。有不少人尝试依靠树莓派 4 作为他们的主要 PC。

此后的四年时间里，树莓派 4 及其衍生产品 Raspberry Pi 400 和 Compute Module 4 已成为全球爱好者、教育工作者和专业设计工程师的最爱。改进版树莓派 4 的运行速度比原版快 20%，核心时钟速度为 1.8GHz。尽管过去两年中全球电子产业受到了供应链问题的影响，但在此期间树莓派 4 仍然制造并销售了超过 1400 万台。

技术正在快速发展，树莓派开发团队自2016年以来一直在默默对树莓派平台进行全面改革。树莓派5的推出是这一努力的成果：与树莓派4相比，新一代产品的CPU和GPU性能提高了两到三倍；内存和I/O带宽也增加了约两倍；同时，树莓派芯片首次安装在旗舰设备上

新的平台、新的芯片组

三款新芯片均专为树莓派 5 程序设计，树莓派团队表示，它们结合在一起带来了性能的飞跃变化。

需要重写的内容是：BCM2712

需要重写的内容是：BCM2712 是博通（Broadcom）的一款新型 16 纳米制程应用处理器（AP），源自为树莓派 4 提供动力的 28 纳米 BCM2711 AP，并具有众多架构增强功能。

它的核心是四核 64 位 Arm Cortex-A76 处理器，主频为 2.4GHz，每核 512KB 二级缓存和 2MB 共享三级缓存。Cortex-A76 是 Cortex-A72 的第三代微架构，提供更多的每时钟指令 (IPC) 和更低的每指令能耗。更新的内核、更高的时钟速度和更先进的工艺的结合产生了速度更快的树莓派，并且在给定工作负载下消耗的功率要少得多。

与此同时，GPU 也获得了加强：Broadcom 的 VideoCore VII。更新后的 VideoCore 硬件视频缩放器 (HVS) 能够同时驱动两个 4Kp60 HDMI 显示器，相比树莓派 4 上的单个 4Kp60 或双 4Kp30 有所提升。4Kp60 HEVC 解码器和新的图像传感器管道 (ISP) 均由树莓派自行开发 ，完善了多媒体子系统。为了保持系统提供内存带宽，树莓派 5 上有一个 32 位 LPDDR4X SDRAM 子系统，运行速度为 4267MT/s，高于树莓派 4 上的 2000MT/s。

RP1

前几代树莓派构建在单片 AP 架构上：而一些外围功能由外部设备提供（如树莓派 4 上的 Via Labs VL805 USB 控制器和集线器，以及早期的 Microchip LAN951x 和 LAN7515 USB 集线器和以太网控制器芯片等），基本上所有 I/O 功能都集成到 AP 本身中。在树莓派历史的早期，我们意识到当把 AP 迁移到逐渐更新的工艺节点时，这种方法最终在技术和经济上都将变得不可持续。

相比之下，树莓派 5 基于分离的小芯片（chiplet）架构构建。在这里，AP 只提供主要的快速数字功能、SD 卡接口（出于电路板布局原因）和最快的接口（SDRAM、HDMI 和 PCI Express）。所有其他 I/O 功能都被卸载到单独的 I/O 控制器，在较旧、更便宜的工艺节点上实现，并通过 PCI Express 连接到 AP 上。

RP1 是用于树莓派 5 的 I/O 控制器，由树莓派提供 RP2040 微控制器的同一团队设计，并与 RP2040 一样，在台积电（TSMC）成熟的 40LP 工艺上实现。提供 2 个 USB 3.0 和 2 个 USB 2.0 接口，千兆位以太网控制器，两个用于摄像头和显示器的四通道 MIPI 收发器，模拟视频输出，3.3V 通用 I/O（GPIO），以及常见的 GPIO 复用低速接口（UART、SPI、I2C、I2S 和 PWM）集合。四通道 PCI Express 2.0 接口提供返回 需要重写的内容是：BCM2712 的 16Gb/s 链路。

自2016年开始开发的RP1项目是迄今为止树莓派历时最长、最复杂且最昂贵的项目，总投资达1500万美元。多年来，随着预期需求的变化，该项目经历了多次改进。树莓派5所使用的C0芯片是该芯片的第三个主要修订版本。尽管其接口与BCM2711有细微差别，但从功能角度来看，它们的设计非常相似，确保了与早期树莓派设备的高度兼容性

DA9091需要进行改写

需要重写的内容是：BCM2712 和 RP1 由芯片组的第三个新组件 Renesas DA9091需要进行改写「Gilmour」电源管理 IC (PMIC) 支持。它集成了八个独立的开关模式电源，以生成电路板所需的各种电压，其中包括一个四相核心电源，能够提供 20 安培的电流，为 Cortex-A76 核心和 需要重写的内容是：BCM2712 中的其他数字逻辑供电。

与 需要重写的内容是：BCM2712 一样，DA9091需要进行改写 是多年共同开发的成果。与 Renesas 爱丁堡团队的密切合作使树莓派团队能够生产出根据需求进行精确调整的 PMIC，获得两个经常需要的功能：实时时钟（RTC），可以由外部超级电容器或可充电锂锰电池供电，另外，还有一个 PC 风格的重新写作：开关按钮，支持硬和软关机和开机。

树莓派 4 中保留了该芯片组的另外两个元素。英飞凌 CYW43455 组合芯片提供双频 802.11ac Wi-Fi 和蓝牙 5.0 以及低功耗蓝牙 (BLE)。虽然芯片本身没有变化，但它配备了专用的开关电源轨以降低功耗，并通过升级的 SDIO 接口连接到 需要重写的内容是：BCM2712，该接口支持 DDR50 模式以获得更高的潜在吞吐量。和以前一样，以太网连接由 Broadcom BCM54213 千兆位以太网 PHY 提供。现在它呈 45 度角，这对于树莓派来说是第一次。

外形演变

从外观上看，树莓派 5 与其前代产品非常相似。但是，在保留信用卡大小的整体占地面积的同时，设计团队借此机会更新了一些元素，以与新芯片组的功能保持一致。

首先，我们移除了板上的四极复合视频和模拟音频插孔。现在，我们可以通过RP1生成的复合视频，通过板底部边缘的一对0.1英寸间隔的pad来获得

设计者们在以前由四极插孔和相机连接器占据的空间中配备了一对 FPC 连接器。这些是四通道 MIPI 接口，使用与各代计算模块 I/O 板上相同的更高密度引脚排列。它们是双向收发器接口，这意味着每个接口都可以连接到 CSI-2 摄像机或 DSI 显示器。主板左侧原来由显示器连接器占据的空间现在包含一个较小的 FPC 连接器，为高速外设提供单通道 PCI Express 2.0 连接。

千兆位以太网插孔在树莓派 4 右上角短暂停留后，又回到了板右下角的经典位置。它还带来了四针 PoE 连接器，简化了开发板的布局。

最后，树莓派 5 在与前代产品相比的基础上，增加了一对用于安装散热器的孔，以及用于 需要被改写的是：RTC 电池（2 pin）、Arm 调试和 UART（3 pin）的 JST 连接器，还有带有 PWM 控制和转速反馈功能的风扇（4 pin）

配件介绍：

每代新的旗舰树莓派产品都伴随着新的配件体系，树莓派 5 也不例外。布局的改变、新的界面和更高的峰值性能以及更小的峰值功耗都需要新的配件来支持。

机箱

根据上一代树莓派 4 的美观造型，T-Zero 制造的更新后的树莓派 5「机箱」售价为 10 美元，同时增强了可用性和热管理功能

集成的 2.79（最大）CFM 风扇采用流体动力轴承，噪音低，使用寿命更长，可连接树莓派 5 上的四针 JST 连接器，提供温控冷却。空气通过盖子下方的 360 度槽吸入，吹过连接在 需要重写的内容是：BCM2712 AP 上的散热片，然后通过底座上的连接器开孔和通风口排出。

机箱已经进行了加长和固定功能的调整，这样就可以在不需要取出SD卡的情况下插入树莓派5开发板。通过移除机箱顶部，现在可以堆叠多个机箱，并且可以使用垫片和GPIO接头扩展器在风扇顶部安装HAT

主动散热器

树莓派 5 被设计用来处理典型的客户端工作负载，不需要机箱，不需要主动冷却。如果用户希望在无机箱的情况下使用该电路板，以承受持续的大负载而不出现节流现象，那么可以选择添加一个价值 5 美元的主动冷却器。主动冷却器通过两个新的安装孔连接到电路板上，并与机箱风扇连接到相同的四针 JST 连接器上。

径向鼓风机同样以低噪音和延长使用寿命为目的，推动空气通过挤压和铣削铝散热器。在典型环境温度和最大负载情况下，机箱和主动冷却器都能使树莓派 5 远远低于功耗墙节点。主动散热器的散热性能更好，特别适合超频玩家使用。

需要被改写的是：27W USB-C 充电器

树莓派 5 相对于树莓派 4 在运行相同工作负载时，电量消耗更低，温度更低。然而，更高的性能上限意味着在最密集的工作负载下，尤峰值功耗会增加到约12W，而树莓派 4 仅为8W

当与树莓派 5 一起使用标准的 5V, 3A (15W) USB- c 电源适配器时，默认情况下必须将下游 USB 电流限制为 600mA，以确保有足够的余量支持这些工作负载。这比树莓派 4  1.2A 的限制要低，但通常足以驱动鼠标、键盘和其他低功耗外设。

一些用户希望能够驱动高功率的外设，如硬盘驱动器和固态硬盘，并且还希望为峰值工作负载保留一定的余量。树莓派提供了一个价值12美元的USB-C电源适配器，支持5V 5A（25W）的工作模式。如果树莓派5固件检测到这个供应，它会将USB电流限制增加到1.6A，为下游的USB设备提供额外的5W功率，并且还有额外的5W板载功率预算。看起来，这已经相当于一个轻薄笔记本的功耗了

在使用3A适配器时，用户可以选择覆盖电流限制并指定更高的值。在测试中，树莓派5在典型的高功率USB设备配置和最病态的工作负载下都能表现出良好的工作效果

需要重写的内容是：监控摄像头和连接电缆

新的、密度更高的 MIPI 连接器引脚布局意味着需要一个适配器才能将用户自己的相机和显示器以及第三方产品连接到树莓派 5。 需要重写的内容是：为了将用户自己的相机、显示器和第三方产品连接到树莓派 5，用户需要使用一个适配器，因为新的、密度更高的 MIPI 连接器引脚布局不兼容

为了支持现有的摄像头和显示器用户，树莓派提供了 FPC 摄像头和显示器电缆，可将高密度格式 (现称 mini) 转换为低密度格式 (现称 standard)。这些电缆有 200mm、300mm 和 500mm 长度，价格分别为 1 美元、2 美元和 3 美元。

PoE+ HAT

2024 年初，树莓派将推出全新的 PoE+ HAT。这款 HAT 支持四针 PoE 接口的新位置，并采用了 L 型外形设计，可以方便地安装在树莓派机箱内，不会对机箱造成机械干扰或破坏气流

新的PoE+ HAT在PCB布局中集成了一个平面变压器，并利用优化的反激变换器架构，在整个0到25W输出功率范围内保持高效率

M.2 HAT

树莓派最令人兴奋的新增功能之一是单通道 PCI Express 2.0 接口。该接口用于支持快速外设，位于电路板左侧的一个 16 针、0.5 毫米间距的 FPC 连接器上。 重写后：树莓派新增功能之一是单通道 PCI Express 2.0 接口，这个接口能够支持快速外设。它位于电路板的左侧，使用一个16针、0.5毫米间距的FPC连接器

从2024年初开始，树莓派将提供一对机械适配器板，用于在连接器和M.2标准配件之间进行转换，以便用户能够连接NVMe固态硬盘和其他M.2格式配件。第一个转接板符合标准的HAT外形尺寸，可用于安装较大的设备。第二个转接板采用与新的PoE+ HAT相同的L形外形，支持在树莓派5的机箱内安装2230和2242格式的设备

M.2 HAT 原型。最终的硬件将不是这样的。

需要被改写的是：RTC 电池

树莓派采购了松下锂锰可充电硬币电池，预安装的两针 JST 插头和粘合剂安装垫。价格为 5 美元，适合在主电源断开时为树莓派 5 实时时钟（RTC）供电。

需要进行改写的内容是：更新、更好的树莓派操作系统

在树莓派 5 项目进入最后阶段的同时，软件团队致力于开发新版本的树莓派操作系统，这是树莓派设备的官方第一方操作系统。这是基于代号为「Bookworm」的最新版本的 Debian (及其衍生版本 Raspbian)，并集成了大量增强功能，特别是在 Raspberry Pi 4 和 5 上从 X11 过渡到 Wayfire Wayland 合成器。

树莓派操作系统将于 10 月中旬发布，并将成为树莓派 5 唯一受支持的第一方操作系统。

重新撰写内容，不改变原意，需要将语言改为中文

https://www.raspberrypi.com/news/introducing-raspberry-pi-5/