Raspberry Pi 5 chỉ hỗ trợ giải mã HEVC, không có mã hóa video phần cứng
(raspberrypi.com)- Raspberry Pi 5 được công bố dự kiến ra mắt vào cuối tháng 10/2023, nhấn mạnh hiệu năng nhanh hơn Raspberry Pi 4 hơn 2 lần ở mức giá $60 cho bản 4GB và $80 cho bản 8GB
- Bo mạch mới thay đổi toàn bộ nền tảng với CPU Cortex-A76, GPU VideoCore VII, xuất HDMI kép 4Kp60, PCIe 2.0 x1, Wi‑Fi, Bluetooth, USB 3.0/2.0, v.v.
- Hạn chế lớn nhất về tính năng media là không có bộ mã hóa video phần cứng; video tăng tốc phần cứng thực tế chỉ giới hạn ở giải mã H.265/HEVC 4Kp60
- Phía Raspberry Pi giải thích rằng mã hóa bằng phần mềm cho phép điều chỉnh chất lượng và bitrate tinh vi hơn, và mã hóa 1080p60 mặc định chỉ cần khoảng 1 bộ xử lý
- Người dùng từng trông cậy vào mã hóa thời gian thực như streaming camera, drone hay truyền tải độ trễ thấp sẽ cần tính lại chi phí về điện năng, độ trễ và mức chiếm dụng CPU
Lịch ra mắt và giá bán
- Raspberry Pi 5 được công bố dự kiến ra mắt vào cuối tháng 10/2023; giá là $60 cho mẫu 4GB và $80 cho mẫu 8GB, chưa gồm thuế địa phương
- Sản phẩm được công bố trước khi có mặt tại cửa hàng, có thể đặt trước qua các đối tác Approved Reseller và lô hàng đầu tiên dự kiến được giao trước cuối tháng 10
- Raspberry Pi cho biết họ sẽ dành riêng toàn bộ Raspberry Pi 5 bán ra ít nhất đến cuối năm cho bán lẻ từng chiếc cho cá nhân
- Người đăng ký bản in The MagPi và HackSpace sẽ nhận mã dùng một lần để được ưu tiên tiếp cận phần cứng Raspberry Pi 5
- Thông tin liên quan đến Raspberry Pi 5 sẽ tiếp tục được cập nhật tại raspberrypi.com/5
Thông số phần cứng chính
- CPU là Arm Cortex-A76 64-bit bốn nhân 2.4GHz, dựa trên Broadcom BCM2712, có 512KB L2 cache mỗi core và 2MB shared L3 cache
- GPU là Broadcom VideoCore VII được phát triển tại Cambridge, hỗ trợ OpenGL ES 3.1 và Vulkan 1.2
- Tính năng hiển thị và media gồm:
- xuất màn hình HDMI kép 4Kp60
- bộ giải mã HEVC 4Kp60
- Image Sensor Pipeline mới do Raspberry Pi phát triển
- I/O và khả năng mở rộng được mở rộng so với Raspberry Pi 4
- 2 cổng USB 3.0, hỗ trợ hoạt động đồng thời 5Gbps
- 2 cổng USB 2.0
- Gigabit Ethernet
- giao tiếp PCIe 2.0 x1 cho thiết bị ngoại vi tốc độ cao
- 2 bộ thu phát MIPI camera/display 4-lane
- Raspberry Pi tiêu chuẩn 40-pin GPIO header
- real-time clock
- power button
- Bộ nhớ là 32-bit LPDDR4X SDRAM subsystem, hoạt động ở 4267MT/s, nhanh hơn effective 2000MT/s của Raspberry Pi 4
Ba chip mới và thay đổi kiến trúc
- Raspberry Pi 5 có 3 chip mới được thiết kế cho chương trình sản phẩm này
- BCM2712 là application processor 16nm mới của Broadcom, bắt nguồn từ BCM2711 AP 28nm của Raspberry Pi 4 và chứa nhiều cải tiến kiến trúc
- Cortex-A76 là microarchitecture mới hơn Cortex-A72 3 thế hệ
- cung cấp IPC cao hơn và năng lượng trên mỗi instruction thấp hơn
- Raspberry Pi 5 sử dụng disaggregated chiplet architecture thay cho monolithic AP architecture của các thế hệ trước
- AP phụ trách các digital function tốc độ cao chính, SD card interface, SDRAM, HDMI và PCI Express
- Các chức năng I/O còn lại được offload sang I/O controller riêng và kết nối với AP qua PCI Express
- RP1 là I/O controller dành cho Raspberry Pi 5, do đội ngũ Raspberry Pi từng tạo ra RP2040 microcontroller thiết kế và được hiện thực trên tiến trình TSMC 40LP
- 2 USB 3.0 interface
- 2 USB 2.0 interface
- Gigabit Ethernet controller
- 2 bộ thu phát MIPI four-lane
- analogue video output
- 3.3V GPIO
- UART, SPI, I2C, I2S, PWM
- RP1 tạo liên kết 16Gb/s với BCM2712 qua four-lane PCI Express 2.0 interface
- RP1 được phát triển từ năm 2016, có chi phí $15 million, và được giới thiệu là chương trình dài hạn, phức tạp và tốn kém nhất mà Raspberry Pi từng thực hiện
- Chip mới thứ ba là Renesas DA9091 “Gilmour” PMIC
- tích hợp 8 switch-mode power supply
- bao gồm nguồn core quad-phase 20A có thể cấp điện cho các core Cortex-A76 của BCM2712 và digital logic khác
- cung cấp chức năng RTC và power button kiểu PC
Hạn chế về giải mã và mã hóa video
- Trong phần hỏi đáp bình luận, phía Raspberry Pi đã đính chính rằng tính năng video phần cứng thực tế của Raspberry Pi 5 chỉ là giải mã H.265/HEVC 4Kp60
- Raspberry Pi 5 không có bộ mã hóa video phần cứng
- H.264 được xử lý bằng phần mềm
- cũng không cung cấp bộ mã hóa HEVC phần cứng
- Gordon Hollingworth đánh giá rằng mã hóa phần cứng trên Raspberry Pi 1, 2, 3, 4 có chất lượng tương đối thấp so với bitrate
- Khi mã hóa bằng processor, người dùng có thể chọn cân bằng chất lượng và bitrate chính xác hơn, nhưng đổi lại mức tiêu thụ điện tăng lên
- Theo cấu hình mặc định, mã hóa 1080p60 chỉ cần khoảng 1 processor, và được giải thích là có chất lượng tốt hơn bộ mã hóa phần cứng của Raspberry Pi 4
- Với thiết lập phù hợp, cũng có thể đạt mã hóa 4K khoảng 24fps, nhưng hướng này chưa được tối ưu hóa
- Về dài hạn, họ nói sẽ phải “làm điều gì đó”, nhưng trên Raspberry Pi 5, bộ mã hóa phần cứng là “mm² too far” xét theo diện tích silicon
- Có câu trả lời bình luận của Liz Upton rằng AV1 có thể giải mã được, nhưng không phải 4K; 1080p thì có thể
Thay đổi bố cục bo mạch và đầu nối
- Raspberry Pi 5 vẫn giữ footprint cỡ thẻ tín dụng, nhưng một số vị trí đã thay đổi để phù hợp với chức năng của chipset mới
- four-pole composite video và analogue audio jack đã bị loại bỏ
- composite video được tạo bởi RP1 và vẫn có thể dùng qua một cặp pad cách nhau 0,1 inch ở edge dưới của bo mạch
- Không gian từng dành cho four-pole jack và camera connector nay được bố trí 2 FPC connector
- Hai MIPI interface là bộ thu phát hai chiều, nên mỗi interface có thể kết nối với CSI-2 camera hoặc DSI display
- Khu vực bên trái bo mạch, nơi từng có display connector, nay có FPC connector nhỏ hơn cho kết nối PCI Express 2.0 single lane
- Gigabit Ethernet jack trở lại vị trí truyền thống ở góc dưới bên phải bo mạch
- four-pin PoE connector cũng được di chuyển, nên không tương thích với PoE và PoE+ HAT hiện có
- Bổ sung 2 mounting hole cho heatsink và các JST connector sau
- 2-pin cho RTC battery
- 3-pin cho Arm debug và UART
- 4-pin cho fan hỗ trợ PWM control và tacho feedback
Nguồn, tản nhiệt và phụ kiện
- Raspberry Pi 5 được thiết kế để xử lý các client workload thông thường ngay cả khi không dùng case và không có active cooling
- Nếu muốn dùng dưới heavy load liên tục, không có case và không bị throttling, có thể thêm $5 Active Cooler
- Case cập nhật dành cho Raspberry Pi 5 có giá $10 và tích hợp fan tối đa 2.79 CFM
- fan kết nối với four-pin JST connector để cung cấp làm mát theo điều khiển nhiệt độ
- case fan dùng fluid dynamic bearing
- Cả case và Active Cooler đều có thể giữ Raspberry Pi 5 thấp hơn đáng kể so với thermal throttle point trong điều kiện nhiệt độ môi trường thông thường và worst-case load
- Với cùng workload, Raspberry Pi 5 tiêu thụ điện thấp hơn đáng kể và hoạt động mát hơn Raspberry Pi 4
- Ở workload nặng nhất, đặc biệt là workload dạng “power virus”, peak power consumption tăng lên khoảng 12W so với 8W của Raspberry Pi 4
- Khi dùng adapter USB-C chuẩn 5V 3A, 15W, downstream USB current mặc định bị giới hạn ở 600mA
- Để vừa bảo đảm cho thiết bị ngoại vi công suất cao vừa có margin cho peak workload, $12 USB-C power adapter được cung cấp
- hỗ trợ operating mode 5V 5A, 25W
- khi firmware phát hiện power supply này, USB current limit được nâng lên 1.6A
- cung cấp thêm 5W điện cho downstream USB device và thêm 5W cho on-board power budget
M.2, PoE+, cáp camera·display
- Raspberry Pi 5 bổ sung PCI Express 2.0 interface single-lane cho thiết bị ngoại vi tốc độ cao
- Từ đầu năm 2024, Raspberry Pi dự kiến cung cấp 2 loại mechanical adapter board chuyển đổi giữa PCIe FPC connector và một phần M.2 standard
- M.2 adapter đầu tiên phù hợp với standard HAT form factor và dùng để gắn device lớn hơn
- M.2 adapter thứ hai dùng chung L-shaped form factor và có thể gắn device định dạng 2230 và 2242 bên trong case Raspberry Pi 5
- PoE+ HAT mới dự kiến được cung cấp từ đầu năm 2024
- hỗ trợ vị trí mới của four-pin PoE header
- dùng L-shaped form factor có thể đặt trong case Raspberry Pi 5
- hình ảnh được công bố là prototype, production version dự kiến sẽ khác
- Do pinout MIPI connector mật độ cao mới, cần adapter để kết nối camera/display Raspberry Pi hiện có và sản phẩm third-party
- Raspberry Pi cung cấp cáp FPC camera/display chuyển từ định dạng mini sang định dạng standard
- chiều dài 200mm, 300mm, 500mm
- giá lần lượt là $1, $2, $3
Raspberry Pi OS và khả năng tương thích
- Raspberry Pi OS mới dựa trên Bookworm, release mới nhất của Debian và Raspbian
- Trên Raspberry Pi 4 và 5, hệ thống chuyển từ X11 sang Wayfire Wayland compositor
- Raspberry Pi OS dự kiến ra mắt vào giữa tháng 10 và trở thành OS first-party duy nhất được hỗ trợ trên Raspberry Pi 5
- Raspberry Pi 5 phải chạy Bookworm; với câu hỏi chạy Bullseye hay Buster, câu trả lời là cần Bookworm
- Với câu hỏi image Bookworm 32-bit có hỗ trợ Pi 5 không, câu trả lời là image Bookworm 32-bit không hỗ trợ Pi 5
- OMXplayer không thể chạy trên Pi 5, nên việc làm cho các lựa chọn thay thế như VLC, FFMPEG hoạt động trở nên quan trọng
- Khi chuyển từ Bullseye sang Bookworm, cần cài đặt sạch; họ giải thích rằng chuyển các tuỳ chỉnh của người dùng sang sẽ ít khả năng lỗi hơn so với nâng cấp tại chỗ image hiện có
Các vấn đề nổi bật trong bình luận
- Lo ngại về nguồn cung và giá được lặp lại nhiều lần; phía Raspberry Pi trả lời rằng hàng tồn kho ban đầu khi ra mắt sẽ có tại Authorised Reseller địa phương và giá khuyến nghị chưa gồm thuế địa phương
- Có câu trả lời của Liz Upton rằng Raspberry Pi 4 ít nhất sẽ không bị ngừng sản xuất cho đến thập niên 2030
- Có phàn nàn về việc dùng micro-HDMI; phía Raspberry Pi giải thích rằng xét theo không gian bo mạch, trong diện tích của một full-size HDMI socket có thể đặt 2 micro-HDMI, logo HDMI và UART socket mới
- Có câu trả lời rằng cổng nguồn USB-C có dwc-otg interface capability giống Pi 4 và hỗ trợ gadget mode
- Với câu hỏi cổng USB-C có hỗ trợ USB3 host không, câu trả lời là không
- Có câu trả lời rằng Raspberry Pi 5 không có full TrustZone security implementation, nên full Widevine certification trên thực tế là không thể
- Wake-on-LAN via Ethernet có lẽ sẽ không khả dụng; câu trả lời là phần cứng không làm việc này dễ dàng và khả năng triển khai vòng qua bằng phần mềm RP1 cũng thấp
- RP1 có PIO, nhưng không hoàn toàn giống RP2040 PIO, và tại thời điểm ra mắt không có hỗ trợ phần mềm để lộ tính năng này
- Các câu hỏi về sản phẩm tương lai như Compute Module 5, Raspberry Pi 500, mẫu 16GB, hay sản phẩm RP1 độc lập không nhận được công bố rõ ràng
1 bình luận
Các ý kiến trên Hacker News
Thay vì cứ tiếp tục làm các mẫu Pi mới nhanh hơn và đắt hơn, tôi mong họ tập trung vào việc làm cho các mẫu Pi hiện có rẻ hơn và dễ mua hơn
Tôi có khoảng hơn chục chiếc RPi, nhưng chẳng cái nào được nối với màn hình. Tôi không cần cổng HDMI kép 4K, mà muốn có một chiếc Pi 20 đô la luôn có hàng rộng rãi. Có vẻ họ đã quên RPi vốn được tạo ra để làm gì
Việc mở rộng dải hiệu năng và giúp nó có thể nối với màn hình cũng có vẻ là một bước có ý nghĩa cho mục tiêu đó. Máy tính đa dụng được mỗi người dùng theo một cách khác nhau, nên câu “họ đã quên RPi vốn được tạo ra để làm gì” không chỉ thiếu hiểu biết mà còn có thể gây tổn thương. Hướng bạn mong muốn và hướng sản phẩm của công ty có thể không song song với nhau, nhưng cần có sự đồng cảm rằng nhân vật chính trên sân khấu này không chỉ có mình bạn
https://www.microcenter.com/product/486575/Zero_W
Những trường hợp sử dụng khác cũng khá quá sức với Pi 4, và các sản phẩm cạnh tranh dựa trên RK3588 trông khá hấp dẫn. Ý chính là trường hợp sử dụng của bạn và của tôi khác nhau. Tôi mong họ tiếp tục theo đuổi cả hiệu năng cao hơn lẫn hiệu quả chi phí
Vậy chẳng phải đã có một chiếc Pi có thể mua khá rộng rãi với giá dưới 20 đô la rồi sao
Câu “Trong tương lai có lẽ chúng tôi sẽ phải làm gì đó, nhưng với Pi 5, chúng tôi thấy dù chỉ 1mm² cho mã hóa phần cứng cũng là quá lớn” nghe theo kiểu diễn đạt doanh nghiệp thì có nghĩa là “Broadcom đã quyết định không còn cho dùng các lõi IP video giá rẻ hoặc miễn phí nữa”
Lập luận về diện tích die có thể hiểu được như lý do không đưa vào mã hóa AV1/HEVC, nhưng không giải thích được vì sao H.264 bị bỏ. Lời giải thích rằng CPU giờ đã đủ mạnh để mã hóa H.264 với chất lượng và tốc độ khung hình tốt hơn bộ mã hóa phần cứng cũ thì hợp lý hơn, nhưng với những người cần tiết kiệm điện hoặc cần dùng CPU cho việc khác, đây vẫn là một bước lùi. Rốt cuộc có lẽ các yếu tố khác như giấy phép đã dẫn dắt quyết định này, và lời giải thích này nghe như một sự biện minh sau sự việc
Broadcom đối với cộng đồng mã nguồn mở thì lúc nào tốt lắm cũng là thờ ơ, còn tệ thì là thù địch
Nếu vậy thì điều đó có nghĩa Raspberry Pi có một văn hóa tổ chức không nói thẳng mà trắng trợn nói dối. Câu này không phải từ Eben Upton, nhưng trước đây tôi cũng đã nhiều lần thấy ông ấy né tránh sự thật hoặc đơn giản là nói dối. Việc tránh giẫm chân đối tác, hoặc không muốn tạo hiệu ứng Osborne bằng cách làm cho sản phẩm kế nhiệm trông như sắp ra mắt, khác với sự thiếu trung thực trắng trợn. Rất đáng thất vọng
Câu của Gordon Hollingworth rằng “Trong tương lai có lẽ chúng tôi sẽ phải làm gì đó, nhưng với Pi 5, chúng tôi thấy dù chỉ 1mm² cho mã hóa phần cứng cũng là quá lớn” nghe có vẻ hợp lý khi xét đến CPU nhanh và các lựa chọn mã hóa tăng tốc phần cứng khá lưng chừng
“Điều gì đó” ấy có thể là loại bỏ hoàn toàn mã hóa và giải mã tăng tốc phần cứng, rồi dùng phần silicon tiết kiệm được cho CPU mạnh hơn, chẳng hạn các đơn vị vector lớn hơn, nhiều lõi hơn, hoặc thứ gì đó như Cortex X. Hoặc cũng có thể đưa vào bộ mã hóa phần cứng cho một codec phổ biến và tương đối nặng, cùng bộ giải mã cho codec đó và vài codec khác. Cũng có hướng chỉ đưa bộ giải mã như Pi 5, hoặc đưa vào một fabric tính toán linh hoạt có thể cấu hình để đảm nhiệm các phần nặng của những codec video phổ biến. Ngoài ra còn có lựa chọn chuyển sang tiến trình mới hơn để tăng hiệu quả hoặc ngân sách transistor. Dù đi theo hướng nào, cá nhân tôi thấy giải mã tăng tốc phần cứng hữu ích hơn mã hóa rất nhiều
Tôi phần nào hiểu được, nhưng vẫn thấy tiếc. Không phải mọi thiết bị phát đều hỗ trợ HEVC, và HEVC có khả năng còn bị ràng buộc bởi bằng sáng chế lâu hơn các codec như H.264
Tôi ước có thêm ít nhất một định dạng tăng tốc phần cứng mở. AV1 có thể vẫn hơi sớm, nhưng chẳng hạn VP9 thì dùng được trên các thiết bị iOS và Android hiện đại. Tôi cũng tò mò chi phí giấy phép đã ảnh hưởng đến mức nào. Các RPi trước đây từng có codec có thể mở khóa bằng phần mềm chính vì lý do đó
Việc giải mã phần cứng AV1 mất nhiều thời gian đến vậy có vẻ là do các nhà sản xuất phần cứng không mặn mà hỗ trợ. Phía HEVC và VVC thì có nhiều hỗ trợ phần cứng hơn
Có rất nhiều bo mạch phái sinh từ Pi, và phạm vi cấu hình cũng khá rộng. Tôi luôn xem Pi là sản phẩm đại diện cho người tiêu dùng phổ thông
Pi 4B cũng khá ấn tượng, chỉ là tôi ước nó có thể được mua rộng rãi hơn. Ví dụ có Banana PI M5: https://www.banana-pi.org/, Odroid C4: https://wiki.odroid.com/start, Odroid N2+: Odroid C4: https://wiki.odroid.com/start, Libre "Le Potato": https://libre.computer/, Libre "Renegade": https://libre.computer/, Orange Pi 3 LTS: http://www.orangepi.org/, Orange Pi 5: http://www.orangepi.org/, Rock Pi 4C+: https://rockpi.org/, Nano Pi M4B: http://nanopi.io/
Mua RPi không chỉ là trả tiền cho phần cứng, mà còn cho hệ sinh thái hỗ trợ khổng lồ, tutorial và sự chuẩn hóa. Nhiều người trên HN có lẽ cũng xoay xở được với kho tri thức nhỏ hơn quanh BPi, OPi, ROCK, v.v.
Bộ kit phát triển mới của Nvidia, Jetson Orin Nano, cũng bất ngờ không có bộ mã hóa video phần cứng
Thay vào đó phải mã hóa video bằng CPU, điều này rất lạ nếu xét rằng mã hóa video là use case phổ biến trong nhiều ứng dụng video
Dù vậy, nếu cấu hình đúng, có vẻ CPU có thể mã hóa 4 luồng 1080p ở 30fps H.264: https://www.ridgerun.com/post/jetson-orin-nano-how-to-achiev...
OBS thì làm thế nào? https://www.nvidia.com/en-us/geforce/guides/broadcasting-gui...
Năm 2023 mà không có giải mã phần cứng H.264 thì hơi vô lý
Dù mức dùng CPU ngày nay đã thấp hơn, đây vẫn là codec được dùng áp đảo nhiều nhất
Ngày nay mọi dịch vụ streaming đều ưu tiên phân phối nội dung AV1, VP9, HEVC để tiết kiệm băng thông[0], và các client trong 5 năm qua, tức điện thoại, GPU, smart TV, streaming box, v.v. đều hỗ trợ một trong các định dạng mới này. 0: https://www.etcentric.org/netflix-switching-from-vp9-codec-t...
Nếu không cần form factor di động, GPIO hay mức tiêu thụ điện thấp, bạn có thể mua một chiếc HP Prodesk G3 400 refurbished với giá 60 đô la, và hiệu năng phần cứng tốt hơn nhiều
Làm home server thì thực ra đây là kèo tốt hơn
Đủ nhanh để chạy LLM 7B ở mức 1–2 token mỗi giây
Prodesk G3: 24 giờ * 365 ngày * 35W * 1000W/kW * $0.30/kWh = $91. Raspberry Pi 5: 24 giờ * 365 ngày * 12W * 1000W/kW * $0.30/kWh = $31. Mức 12W của Raspberry Pi 5 có lẽ là tính cao, còn 35W của chip Intel có lẽ là tính thấp, nên chênh lệch thực tế có thể còn tệ hơn
Giá gấp đôi, nhưng điện năng tiêu thụ đo tại ổ cắm khi tải 50% khoảng 4W, thấp hơn nhiều so với 30W của đối tượng so sánh, trong khi hiệu năng nhanh hơn nhiều
Các sản phẩm cạnh tranh trực tiếp như Orange Pi 5 dựa trên Rockchip RK3588S có khác ở điểm này không?
Tôi nghĩ việc thiếu các tùy chọn mã hóa/giải mã video tăng tốc phần cứng có thể là điều thường thấy ở thiết bị giá rẻ để cắt giảm chi phí
Nếu muốn mã hóa video phần cứng, hãy xem chiếc máy tính bo mạch đơn dùng AMD 7840 thế hệ mới nhất này
Nó có tất cả khả năng mã hóa bao gồm H.264, AV1, HEVC và GPU AMD thế hệ mới nhất: https://youtu.be/WCRK-Uwb0EA?si=BlxaYkg7Ecq2rALJ