Raspberry y su cuarta versión

¿Se trata de un ordenador de bajo precio cuyo objetivo es fomentar el avance de las nuevas tecnologías o su horizonte va un poco más allá?

Raspberry Pi 4
Raspberry Pi 4

Corría el año 2006 cuando se empezaron a publicar los primeros bocetos de lo que sería la Raspberry tal y como hoy la conocemos.

Tres años más tarde, Eben Christopher Upton reune a un grupo grupo de profesores y expertos para diseñar una computadora y crea la fundación (caritativa) Raspberry Pi.

El objetivo es encontrar una propuesta que por su relación calidad/precio impulsará el desarrollo en escuelas, institutos y universidades de las tecnologías de la información.

Aunque inicialmente se proyectaron dos modelos:

  • Modelo A (más económico, sobre 25 dolares)
  • Modelo B (sobre 35 dolares)

Los modelos cuentan con mejoras que se hacen posteriormente a su salida y que además, rebajan su precio inicial:

  • Modelo A+
  • Modelo B+

 

En el año 2013, se produce la escisión, «Raspberry Pi Foundation«, será la responsable de las actividades caritativas y educativas y «Raspberry Pi Trading Ltd«, que será la responsable de la ingeniería y comercio. El dinero obtenido de las ventas de los productos de Raspberry Pi se utiliza para financiar las labores caritativas de la Fundación.

A partir de Noviembre de 2015, se comienza a distribuir el modelo «Pi Zero» por 5 dolares.

Raspberry Pi usa principalmente GNU/Linux para procesadores ARM, pero con Windows 10 para procesador ARM, esto es también posible.

Raspberry Pi Zero

Este modelo cuenta con un tamaño más pequeño, capacidades reducidas de I/O e I/O de propósito general (GPIO).

Conector GPIO de 40 pines
Conector GPIO de 40 pines

En 2017 se lanza el nuevo modelo Raspberry Pi Zero W, una versión con Wi-Fi y Bluetooth, por 10 dolares. Un año más tarde, el modelo «Zero WH«, con un conector GPIO de 40 pines ya soldado.

Esta sería la máxima expresión de un «ordenador de bajo precio»

Pero, ¿qué es ARM?

Seguramente nos sonará de los procesadores que llevan los móviles, smart tv, Raspberry, Arduino, etc. Pero, ¿qué sabemos sobre esta arquitectura?.

Debemos tener claro que ARM es un tipo de arquitectura. Para ser más concretos se trata de una arquitectura RISC (Reduced Instruction Set Computer) desarrollada por la empresa ARM Holdings. El principal enfoque de este diseño es la eficiencia energética (menos transistores, menos coste), al contrario que la arquitectura CISC (Complex Instruction Set Computer), donde se persigue el alto rendimiento, lo que traduce en un mayor consumo energético. Un ejemplo de CISC lo tenemos en la familia x86.

  1. El enfoque energético es el requisito imprescindible en dispositivos móviles, ya que al contrario que un ordenador personal, no pueden estar enchufados continuamente.
  2. El alto rendimiento en un dispositivo móvil puede ser un requisito importante, pero no es determinante, por ello esta arquitectura (RISC) se ha impuesto. pero esta tecnología cada poco tiempo dobla su potencia (Ley de Moore).

Nota: «ARM Holdings» es una multinacional dedicada a los semiconductores y al desarrollo de software. Su principal negocio son los procesadores y la venta de licencias de sus diseños, es decir, un fabricante con licencia puede desarrollar sus propios procesadores basándose en ella.Estas licencias se utilizan para crear microcontroladores y CPUs basados en este núcleo. Esta arquitectura es ideal para construir un ordenador de bajo precio.

Y llega la cuarta versión

De momento sólo existe el modelo B, aunque existe la noticia de la creación de un modelo C. Siguiendo la máxima de «ordenador de bajo precio», donde la palabra «ordenador» podría irse marcando en mayúscula, o poco le falta…

Sus características son:

  • CPU ARM Cortex-A72 de 64 bits con cuatro núcleos a 1,5 GHz
  • Podemos disponer de 1 GB, 2 GB o 4 GB de SDRAM LPDDR4-3200 MHz
  • Gigabit Ethernet
  • 2.4 GHz and 5 GHz 802.11b/g/n/ac wireless LAN
  • Bluetooth 5.0, Bluetooth Low Energy (BLE)
  • Dos puertos USB 3.0 y dos puertos USB 2.0
  • 2 x HDMI (Micro). Soporte de doble monitor , en resoluciones de hasta 4K.
  • Gráficos de VideoCore VI, compatibles con OpenGL ES 3.x. Decodifica H.265/HEVC
  • Dimensiones: 88 mm × 58 mm × 19.5 mm, 46 g.

Si habéis tenido un modelo anterior, ya sabéis que venía con un puerto HDMI tipo A, pero en esta ocasión desaparece para dar paso a dos conectores HDMI Tipo D (Micro, por razones de espacio). Permite dos pantallas 4K hasta 4Kp30, o una pantalla única hasta 4Kp60.

Se ha incluido por primera vez USB 3.0, y el puerto Ethernet ya no está limitado a 300 Mbps.

Mayor potencia, mayor generación de calor. Por desgracia esta máxima se cumple. Si vas a usar la Raspberry a medio/pleno rendimiento te aconsejaría adquirir un disipador, sin dudarlo ni un segundo.

Fallo en el diseño USB-C

Gracias a Tyler Ward y que el diseño de la Raspberry Pi es abierto, cualquiera puede analizar su funcionamiento interno. En este caso, Tyler descubrió que no se ha cumplido con la especificación USB-IF 

Un puerto USB-C necesita que los dos pines CC tengan su propia resistencia de 5,1K ohmnios. Pero los diseñadores de la Pi 4 optaron por un diseño propio de circuito, que permite que ambos pines compartan la misma resistencia.

Eben Upton ha confirmado que existe ese problema y que lo arreglarán en la siguiente revisión. Pero a día de hoy, si quieres comprar una Raspberry Pi 4 tendrás que enfrentarte al problema durante unos meses. Para ello sólo puedes utilizar un cable que NO esté marcado electrónicamente (no e-marked).

Enormes posibilidades

Viene siendo habitual dar diferentes usos a la Raspberry, los más habituales suelen ser:

  • Solución domotica
  • Servidor Correo, FTP, SFTP, Web
  • Servidor NAS
  • Media Center
  • Robótica
  • Smart TV
  • Videovigilancia
  • Jardinería, goteo, meterología
  • Máquina Arcade
  • Etc.

De hecho, hay quien se dedica a montar clusters Raspberry para minería bitcoin, aprovechando la capacidad combinada de las CPUs y GPUs de todas los nodos del cluster Raspberry. No subestimemos el poder de esa unión.

Podemos montar nuestra propia nube usando NextCloud. Se trata de la edición open source de OwnCloud.

No nos olvidemos de los contenedores, no nos olvidemos de Docker, Podman…

Enlace a web de Paulofrazao

Existe un proyecto para construir un superordenador (Iridis-Pi). Un proyecto llevado a cabo por la Universidad de Southampton para introducir a sus alumnos en el mundo de la computación distribuida y la supercomputación.

Enlace a la web de JJ Velasco

Sí, sí, no tiene nada que ver, pero no todos necesitan, permíteme una alusión al supercomputador más potente del mundo (SUMMIT), un «IBM POWER9» (la evolución de la arquitectura PowerPC)  o un «Intel Xeon E5-2698 v4» ​en su empresa, ni pagar más de 1500 euros por un procesador de esas características. Si nuestros recursos son mucho más escasos, no dudemos ni un segundo, la solución puede ser Raspberry.

Otro ejemplo lo tenemos en un proyecto de Koichi Nakamura sobre Deep Learning

 

¿Recordais lo de «ordenador de bajo precio»?, pues bien, deberíamos poner la palabra ordenador en mayúsculas.

Esta entrada tiene 2 comentarios

  1. Es más potente que un smart phone de gama alta?

    1. Hola Rona,

      Tiene cierto truco esa pregunta, pero es interesante. Intentaré a ser breve, pero seguro que no lo consigo…
      Aunque los teléfonos de alta gama como Apple, Samsung, Huawei, etc., usen la misma arquitectura (ARM) y tengan el mismo conjunto de instrucciones, por lo demás, dejan
      de ser similares. Esto se explica porque «ARM Holdings» vende licencias de sus diseños, es decir, un fabricante con licencia puede desarrollar sus propios procesadores basándose en ella. Aunque esto está cambiando debido a la irrupción de la arquitectura RISC-V (abierta y gratuita).
      Era cuestión de tiempo que algunos fabricantes pudieran desligarse de «ARM Holdings», el veto que impuso Estados Unidos a Huawei no ayudó en absoluto (aunque ARM Holdings sea una empresa del Reino unido se sumó a este bloqueo) y sólo hizo acelerar el proceso. Huawei se ha visto forzada a elegir otra nueva arquitectura, ¿será RISC-V?, el tiempo lo dirá.

      Vamos a centrarnos en la pregunta y pongamos un ejemplo:
      Los Samsung S10 y S10+. Su procesador es un Exynos 9820 con 8 nucleos y 8GB de memoria LPDDR4. Su disposición de núcleos es diferente, nos encontramos con 2 CPUs «Mongoose 4» propias (4ª generación), 2 Cortex-A75 y 4 Cortex-A55. Respecto de la GPU nos encontramos con una Mali-G76 MP12 (720Mhz)(12 núcleos). 4MB de caché L3, 512KB por núcleo de caché L2, 64+64 KiB de caché L1.

      Comparado con la Raspberry Pi 4. Dispone de 4 Cortex-A72 (ARMv8-A) con hasta 4GB de memoria LPDDR4. La GPU es una Broadcom VideoCore VI (500Mhz). No dispone de caché L3, 1MB de caché L2, aunque puede llegar a tener hasta 4MB y 48KiB + 32KiB cache L1

      Entre otros detalles importantes es que «Mongoose 4» tiene una «ejecución fuera de orden» (OoOE, Out-of-Order Execution) de 12-wide frente a 5-wide del Cortex-A72. «OoOE» es un paradigma en los microprocesadores de alto rendimiento, para aprovechar los ciclos de instrucción y evitar retrasos en el proceso.
      Mongoose 4 tiene un decodificador de instrucciones de 6 vías mientras que Cortex-A72 gestiona la mitad.
      Mongoose 4 permite ejecutar hasta doce µOPs en cada ciclo, mientras que Cortex-A72 puede ejecutar 8.

      Pero hablemos claro, la finalidad de la Raspberry Pi 4 es llegar a todos los usuarios e incentivarlos en su curiosidad por las
      nuevas tecnologías, mientras se les intenta dar las mayores prestaciones a un precio asequible por cualquier persona, sea del
      nivel económico que sea, mientras que la filosofía de Samsung, «con sus terminales S10», es ofrecer un gran producto a quien pueda
      costearlo. Mientras Samsung, por las capacidades económicas al que va destinado su producto, puede permitirse
      usar tecnologías de última generación (el encarecimiento es obvio), Raspberry con su último producto ha usado
      un procesador Cortex-A72, el cual fue diseñado hace ya 4 años. La evolución tecnológica es considerable.

      Dicho lo cual, concluiremos con que la capacidad de un terminal de alta gama como un S10 es superior a la Raspberry Pi 4, pero
      como ya dije, Raspberry no entra en ese rivalidad de mercado, nunca ha sido su objetivo.

      Ahora la pregunta es, ¿hacemos una comparación de un móvil de alta gama con un cluster Raspberry (rpicluster)?

Deja un comentario

Cerrar menú