La fondation Raspberry Pi en charge du développement des mini-ordinateurs du même nom vient d’annoncer le lancement du développement de sa cinquième itération majeure avec une simple mention sur son compte Twitter : Pi 5. Une mention accompagnée d’un schéma logique qui ressemble, de loin, à un premier prototypage… qui n’est en fait qu’une vaste blague. On y retrouve déjà des mentions avec des navigateurs (Firefox vs Chrome) ou à la célèbre distribution multimédia Kodi qui n’ont, bien évidemment, rien à voir avec le schmilblick. Ce n’est pas parce que ces différents logiciels pourront sans doute fonctionner sur ce futur SBC (single board computer, ordinateur sur une seule carte) que ces programmes rentrent en ligne de mire avec la conception électronique.
Pi 5 pic.twitter.com/iCCIQRMmpF
— Raspberry Pi (@Raspberry_Pi) December 15, 2022
Mais ce qui doit vous faire saigner les yeux, ce sont surtout les mentions foutraques telles que « boîte noire » (black box), « porte dérobée » (back door), « codes nucléaires » (nuclear codes) ou encore les acronymes WTF (what the fuck … que je ne vais quand même pas vous traduire, si ?) ou BBQ (barbecue) qui sont là pour faire sourire les nerds. Cela étant, aussi déglinguée cette annonce soit-elle, il n’en reste pas moins qu’elle marque le début de la communication de la fondation sur sa future carte. Un ordinateur complet à bas coût qui a commencé comme un projet visant le milieu éducatif pour devenir un multistandard de facto de l’industrie.
Une genèse sur fond de retour des stocks
Le développement de la carte Raspberry Pi 5 est annoncé peu ou prou au même moment où la fondation vient de communiquer sur le rétablissement des stocks du Raspberry Pi 4. Le contexte est donc important : cela fait un an et demi que la carte est disponible au compte-goutte pour le grand public, la fondation avait mis la priorité sur le marché des pros. La fondation promet le retour à un niveau de disponibilité pré-pandémie au second trimestre 2023 et des « stocks illimités » à partir du second semestre. Les nombreux projets personnels et professionnels qui sont ralentis ou à l’arrêt devraient ainsi pouvoir prendre corps en 2023. Année pendant laquelle la fondation, qui a désormais remis la production sur les rails, devrait consacrer ses ressources non plus à la gestion de crise de l’existant, mais au développement du successeur.
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Un timing qui nous permet de nous poser les questions des enjeux des évolutions du Raspberry Pi 5. Moins une liste de doléances de rétrogamers qui ont envie d’une console d’émulation pas chère, que des vrais besoins de ceux qui montent des projets. Au cœur de ces besoins se trouve évidemment la puce tout-en-un (SoC pour System on a Chip) qui propulse chacune de ces cartes. Mais pas que.
D’où part et où doit aller le Raspberry 5 ?
| Raspberry Pi 1 B | Raspberry Pi 2 B | Raspberry Pi 3 B+ | Raspberry Pi 4 B | Raspberry Pi 5 | |
| Nom du SoC | Broadcom BCM2835 | Broadcom BCM2836 | Broadcom BCM2837B0 | Broadcom BCM2711 | ? |
| Finesse de gravure | 65 nm | 40 nm | 40 nm | 28 nm | ? |
| Nombre et type de cœurs CPU | 1x ARM1176JZF-S | 4× Cortex-A7 | 4× Cortex-A53 | 4x Cortex-A72 | ? |
| Fréquence CPU | 700 MHz | 900 MHz | 1,4 GHz | 1,5 GHz (oc. @1,8 GHz) | ? |
| Nom et type du GPU | Broadcom VideoCore IV | Broadcom VideoCore IV | Broadcom VideoCore IV | Broadcom VideoCore VI | ? |
| Fréquence GPU | 250 MHz | 250 MHz | 400 MHz (Core)/300 MHz (V3D) | 500 MHz | ? |
À l’heure actuelle, le modèle le plus haut de gamme de la maison est le Raspberry 4 Model B. Son SoC est un Broadcom BCM2711, une puce gravée en 28 nm équipée de 4 cœurs ARM Cortex-A72 fonctionnant entre 1,5 GHz (fréquence initiale) et 1,8 GHz. La partie vidéo est un GPU maison de chez Broadcom, un « VideoCore VI » cadencé à 500 Mhz. Et la carte intégrant cette puce gère les réseaux Gigabit Ethernet, Wi-Fi 5 et Bluetooth 5.0.
Si on regarde ce tableau récapitulatif des principales cartes de type « B » de la fondation, on perçoit rapidement les axes d’amélioration possibles pour le futur Raspberry 5. Le premier étant la finesse de gravure : cela fait deux générations que la puce est en 28 nm et l’augmentation des performances ne pourrait être significative qu’en réduisant cette gravure. Surtout que le Raspberry Pi 4 est reconnu pour sa chauffe rapide causée par ses hautes fréquences. La solution serait donc de passer sur un node plus dense, comme le 22 nm, voire le 16 nm. Aller en dessous de ces nodes semble difficile, car il y aurait un risque d’explosion des prix – le Raspberry Pi a fait sa réputation pour un tarif de base très contenu à 30 à 40 €.
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En ce qui concerne la nature du CPU, la fondation pourrait décider de partir sur plus de cœurs, sur un changement de génération (Cortex-A76 ? X1 ?), mais la course à la complexité est ici aussi contrainte par le prix. Le Raspberry Pi 5 est aussi attendu côté GPU, tant dans ses capacités de contrôle d’affichage (de nombreux projets pros utilisent ces cartes pour piloter des écrans), que de sa capacité à traiter des pixels pour contrôler les différents modules caméra. Si les (rétro)gamers rêvent de puissance 3D supplémentaire (qui devrait arriver organiquement), ils ne rentrent pas en ligne de mire pour les ingénieurs de la fondation. Finalement, côté réseau, on pourrait être en droit d’attendre l’arrivée du Wi-Fi 6, ce d’autant plus que Broadcom est un champion des puces réseaux embarquées. Peu d’espoir en revanche que le réseau filaire dépasse le Gigabit, les contrôleurs étant assez cher. Et le prix est un des nerfs de la guerre pour la fondation Raspberry.
L’épineuse question du prix dans un monde sous tension
Le succès des Raspberry Pi – car il existe plusieurs formats de cartes – est en partie la résultante de prix très modéré. Des Raspberry Pi Nano, Zero aux Compute Modules (CM) jusqu’aux emblématiques SBC complet dont on parle ici, les prix publics sont cantonnés entre 5 € et 90 €. Mais la pandémie, les tensions géopolitiques et les augmentations des prix de l’énergie tirent les prix à la hausse. Et on parle ici de tous les prix : qu’il s’agisse des boîtes, des PCB, des résistances jusqu’aux SoC eux-mêmes.
Une partie du défi de conception du futur Raspberry Pi 5 est donc de faire évoluer sa carte « championne » de manière significative tout en restant à un tarif attractif. Un numéro d’équilibriste délicat, mais dans lequel la fondation excelle.
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Source : Fondation Raspberry Pi via Twitter
J’ai beaucoup apprécié les différents raspberry pi surtout 3B et 4B. J’ai tenté de les utiliser avec le système opensuse que j’ai intensément pratiqué dans mon ancien travail de physicien pour des calculs sur les propriétés physiques de divers matériaux (par exemple calcul et de le surface de Fermi d’un corps métallique). Si je peux me permettre un veux, j’aimerais beaucoup que la génération suivante des pi 5 traite vraiment les exceptions en virgule flottante, c’est à dire puisse générer un interruption (trap ou signal SIGFPE en linux) ce qui n’est pas possible avec les processeurs utilisés jusqu’à présent. Il faudrait par exemple disposer du système NEON prévu sur certains processeurs ARM). Quand on fait du calcul intensif, il n’est pas résonance de faire des tests de registre d’état pour savoir si une exception à eu lieu ou non. Même les PDP11 de DIGITAL des années 75-80 pouvaient faire cela. Actuellement il faut insérer des instructions de test dans certains point névralgique du programme ce qui n’est pas très pratique (programmation en C/C++, Fortran ou Pascal).
En tout cas merci à la fondation pour nous permettre de disposer de machines à la fois très économiques et aussi plutôt performantes.