Raspberry Pi

Raspberry Piは、ARMプロセッサを搭載したシングルボードコンピュータ。イギリスのRaspberry Pi 財団によって開発されている。日本語では略称としてラズパイとも呼ばれる。

教育で利用されることを想定して制作された。IoTが隆盛した2010年代後半以降は、安価に入手できるシングルボードコンピュータとして趣味や業務等としても用いられるようになった。その後 Raspberry Pi Compute Module を商品に組み込む用途まで広がっていった。

1. 概要
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Raspberry Piは、かつてイギリスで教育用コンピュータとして普及したエイコーン社の「BBC Micro」の再来として、学校で基本的なコンピュータ科学の教育を促進することを意図している。Model A、Model Bという名称もBBC Microに由来しており、サポートされるコンピュータ言語の中にはBBC Microで利用されたBBC Basicも含まれている。

ハードウェア的にはエイコーン社のCPU部門が独立したARM社の開発するARMプロセッサを搭載している。また、エイコーンのオペレーティングシステム  であるRISC OSも、Raspberry Pi用がRISC OS Open Limitedより公式リリースされている。 内蔵ハードディスクやソリッドステートドライブを搭載しない代わりに、SDメモリーカードまたはmicroSDメモリーカード  を起動および長期保存用ストレージに利用する。

1.1. 出荷台数
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2012年2月29日発売からの累計出荷台数は2013年10月31日までで200万台、2014年6月11日までで300万台、2015年2月18日までで500万台、2015年10月13日までで700万台、2016年2月29日までで800万台、2016年9月8日までで1,000万台、2016年11月25日までで1,100万台と、年間約230万台のペースであった。

その後、累計出荷台数は、ペースが上がり、2018年3月14日までで1,900万台、 2019年12月14日までで3,000万台、 2021年1月21日までで3,700万台と 年間約600万台強の直線的な増加を記録した。

その後、累計出荷台数は、2021年5月12日までで4,000万台 、2021年9月22日までで4,200万台 、2021年11月16日までで4,300万台 、出荷開始からちょうど10年間経過の2022年2月28日までで4,600万台 を記録。

2021年10月20日、世界的な半導体不足により、Raspberry Pi の供給不足および一時的な値上げを発表。2022年4月4日、再度、供給不足の状況を説明し、商品に組み込んでいるなど産業用で必要な企業を、家庭用よりも優先すると発表。2022年12月12日、2023年第2四半期から生産数が回復し、2023年第3四半期から在庫がある状態に戻る見通しであると述べた。2023年6月1日、2023年7月から月産100万台に回復できる見通しであると報道された。

1.2. 製造企業
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ハードウェアの設計は英国ラズベリーパイ財団が行い、製造はラズベリーパイ財団自身と、ラズベリーパイ財団から製造権を供与されたelement14が担当している。この2社から製品の供給を受けた各国のリセラーによって製品が販売される。いずれのメーカーも実際の製造はソニーグローバルマニュファクチャリング&オペレーションズ社に委託されている。2022年現在、ほとんどの製品が英国内の工場で製造されているが、日本向けモデルの一部は日本国内の工場で製造されている。2021年現在は「Raspberry Pi Pico」を稲沢テックで製造中。

2. ハードウェア
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2.1. Model A, Model B
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Model A, Model B はクレジットカードと同程度の大きさ。Model A の方が価格が安い。Model A, Model B には USB をはじめとして、様々な端子が取り付けられている。

なお、Raspberry Pi 3は64ビットに対応した初のモデルだが、Raspberry Pi 4の発売まで公式OSであるRaspbianは32ビット版しかリリースされていなかった。

2.2. Zero
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Zero は Model A, Model B よりも小型で安価で端子の数が少ない。W は無線搭載、H はピンヘッダが実装済み。



2.3. Compute Module
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Compute Module は産業用の組み込み向け。端子などは付いていないが、開発用には Compute Module IO Board が販売されていて、ボードには端子が取り付けられていて、ボードに Compute Module を挿して使用する。端子の種類が異なるサードパーティーのボードも多数ある。

端子の有無を除くと Compute Module 4 は Raspberry Pi 4 Model B とほぼ同じだが、USB 3.0 ではなく PCIe が搭載されていて、サードパーティーのボードによってはこれを M.2 にしていて、SSD やモバイル通信のモジュールなどを挿せる。

産業用ではあるものの、1個単位で個人でも購入できる。



2.4. Pico
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2021年1月21日、マイコンボードの Raspberry Pi Pico を発表。価格は$4。

2022年6月30日、ピンヘッダを実装済みの Raspberry Pi Pico H、無線接続が可能な Raspberry Pi Pico W、その両方の Raspberry Pi Pico WH を発表。Hが$5、Wが$6、WHが$7。

2.5. カメラ
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以下の Raspberry Pi 用のカメラを販売している。今のところ全て MIPI CSI 2レーン用のカメラである。

Raspberry Pi Camera Module v1 - 2013年5月発売、販売終了済み。5メガピクセル。$25。NoIR の赤外線カメラあり。
Raspberry Pi Camera Module 2 - 2016年4月発売、2024年1月販売終了。8メガピクセル。$25。NoIR の赤外線カメラあり。動画の最大解像度は1080p30。
Raspberry Pi Camera Module 3 - 2023年1月発売、2030年1月販売終了。11.9メガピクセル。$25、$35。NoIR の赤外線カメラ、Wide、Wide NoIR がある。wideでない方は水平視野角が66度、wideは水平視野角が102度。
Raspberry Pi High Quality Camera - 2020年5月発売、2030年1月販売終了。12.3メガピクセル。$50。C/CS か M12 マウントのレンズを別途取り付けて使用する。
Raspberry Pi Global Shutter Camera - 2023年3月発売、2032年1月販売終了。1.58メガピクセル。$50。グローバルシャッターにより、動く物体を綺麗に撮影することが出来、人工知能による画像認識などに適している。C/CS マウントのレンズを別途取り付けて使用する。High Quality Camera や Global Shutter Camera 用のレンズとして以下のものがある。

C/CS マウント
16mm 望遠 $50
6mm 広角 $25
M12 マウント
8mm $25
25mm  $15
魚眼 $25公式以外にも様々なカメラとレンズがサードパーティーから販売されている。

Python 用のライブラリとして picamera があったが、現在は Raspberry Pi 財団が picamera2 を開発している。

2.6. HAT
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HAT は Hardware Attached on Top の略で、GPIO の所に載せるアドオンボードのこと。以下の HAT が販売されている。

Raspberry Pi 5 M.2 HAT - Raspberry Pi 5 用で PCIe 2.0 1レーンの M.2 を利用可能にする。形状は 2230 と 2242 に対応。
Raspberry Pi Build HAT - Lego Technic モーターとセンサーを接続するための HAT
Sense HAT - 加速度・気温・気圧・湿度などの様々なセンサー、8×8 RGB LED、ジョイスティックなどを搭載
Power over Ethernet
PoE HAT
PoE+ HAT
Raspberry Pi 5 PoE+ HAT
オーディオ関係
Raspberry Pi DAC+
Raspberry Pi DAC Pro
Raspberry Pi DigiAMP+
Raspberry Pi Codec Zero
Raspberry Pi TV HAT - DVB-T2 用。日本では DVB-T2 は使われていない。公式以外にも様々な HAT がサードパーティーから販売されている。

2.7. その他
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キーボード一体型のRaspberry Pi 400が存在する。キーボードの配列はJP/US/UKの3種。性能はRaspberry Pi 4 Model Bとほぼ同じだが、メモリは4GBのみで、CPUクロックは1.8GHz。

2.8. 注釈
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3. ギャラリー
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ファイル:Front of Raspberry Pi.jpg|Raspberry Pi 1 Model B ファイル:RPi Zero.jpeg|Raspberry Pi Zero v1.3 ファイル:IO Board for Raspberry Pi Compute Module.png|I/Oボードに取り付けられたCompute Module ファイル:Adafruit PiTFT - Running VIM .jpg|Raspberry Pi向け液晶モジュールの一例 ファイル:Raspberry Pi 3 B+ .png|Raspberry Pi 3 B+ ファイル:Raspberry Pi 4B DVB TV μHat .jpg|Raspberry Pi 4 B TV HAT

4. ソフトウェア
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4.1. オペレーティングシステム
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2012年2月19日、ラズベリーパイ財団はSDカードから起動できるオペレーティングシステムのSDカードイメージを発表した。イメージに含まれるOSのRaspberry Pi OSは"Debian GNU/Linux release 8.0 "に基づいており、LXDEデスクトップ環境とChromiumウェブブラウザ に加えて、様々なプログラミングツールを初起動直後使用できる。また、このOSはRaspberry Pi だけでなく様々な他のプラットフォーム上でエミュレートできるように QEMU 上で実行できる。この他、Arch LinuxとFedora、Ubuntu MATEなどもサポートされている。

ラズベリーパイ財団は、その後、カナダのセネカカレッジで開発された Fedora バージョンをリリースする予定。財団は、プログラムをやりとりするためのアプリケーションストアを開設予定。

Raspberry Pi OSは標準でソフトリアルタイムシステムとなっているが、ユーザーモードプログラムでのハードリアルタイム性能が必要な場合はlinux-rtカーネルを入れることもできる。また、ベアメタルで使用することも可能。

4.2. Mathematica
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2013年11月21日、Raspberry Pi Foundationは、数式処理ソフトである Mathematicaのサブセット版及びその記述言語であるWolframをRaspberry Piの標準イメージ環境であるRaspberry Pi OSに向けて無償提供することを発表した。Raspberry Pi 1の性能から、2013年現在の典型的なパソコン上で動作させた場合と比較して、10〜20倍遅いとしている。Remote Development Kitを使い、コーディング等を行う外部コンピュータと、実際にMathematicaを実行するRaspberry Piを接続するインタフェースが提供されている。GPIO を使えるなど専用の命令も用意されている。2014年8月1日より、Mathematica 10 を提供開始。

5. 脚注
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6. 関連項目
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BeagleBoard
PandaBoard
Banana Pi
Orange Pi
Raspberry Pi OS
IchigoJam

7. 外部リンク
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7.1. 公式サイト
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7.2. 非公式サイト
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[5] - eLinux.org