ראספברי פאי

ראספברי פאי (באנגלית: Raspberry Pi) היא סדרת מחשבי־לוח־יחיד בגודל כרטיס אשראי שפותחו בקרן ראספברי פאי בבריטניה מתוך רצון לקדם את לימוד ענף מדעי המחשב ונושאים קשורים אליהם, בקרב תלמידים בבתי ספר, וכן בארצות שאינן מפותחות דיין מבחינה טכנולוגית וכלכלית.

המודל הראשון של המחשב צבר פופולריות רבה, וזכה להצלחה עסקית הרבה יותר מהתחזיות הראשוניות שנחזו עבורו. מעבר לרכישתו כמחשב, נמכר הראספברי פאי גם לצרכים אחרים השונים מייעודו המקורי כמחשב, וזוכה להשתלב בענפים כגון רובוטיקה. המוצר פופולרי במיוחד בקרב קהילת המייקרים (Makers).

על פי דיווחים של קרן ראספברי פאי, למעלה מ-19 מיליון יחידות של הראספברי פאי נמכרו עד למרץ 2018, עובדה ההופכת אותו למחשב הנמכר ביותר מתוצרת בריטניה.

סקירה כללית 
מספר דורות של ראספברי פאי הושקו ושווקו עד כה.

הדור הראשון של המעבדים (ראספברי פאי 1, מודל B; אנגלית: Raspberry Pi 1, Model B) יצא לשוק בפברואר 2012. בעקבותיו יצא לשוק מעבד מפושט יותר ביחס לקודמו, שמחירו היה זול יותר. שם מעבד זה נקרא "מודל A" (אנגלית: Model A). ב־2014, השיקה קרן ראספברי פאי לוח חדש של מעבד, אשר כלל עיצוב משופר של רכיבי המעבד, וכן שיפור מיקומם על גבי הלוח (במילים אחרות, ארכיטקטורת המעבד שופרה) – אשר הביאו לביצועים טובים יותר של המעבד, ביחס למודלים הקודמים. מעבד זה כונה "+Raspberry Pi 1 Model B".

מודל זה קבע את הקו המנחה עבור המעבדים הבאים שיוצרו לאחריו.
מודלים משופרים של ראספברי פאי מהסוגים:  +A ו־+B שווקו כשנה לאחר שיווקו של דגם זה.

התקנים חיצוניים, הכוללים מקלדות, עכברים וכיסויים עבור המעבד – אינם מגיעים עמו בחבילה אחת שלמה. למרות זאת, עזרים מסוימים נכללו בכל זאת במספר מעבדים מסוג זה, בין אם בייצור רשמי מטעם קרן ראספברי פאי, ובין אם לאו.

הגרסאות והדורות השונים של ראספברי פאי 2 מיוצרים במספר תצורות דרך הסכמי ייצור עם החברות Newark element14, RS Components ו־Egoman. חברות אלו מוכרות את המחשב הן ישירות ללקוחות פרטיים והן בכמויות גדולות, לסיטונאים המשווקים אותו בערוצים שונים. חברת אגומן (Egoman) משווקת את המחשב בגרסה מיוחדת להפצה בטאיוואן בלבד. תצורה זו נבדלת מהאחרות בהיעדר סמל ה־FCC על המעגל המודפס.

המחשב המקורי מבוסס מערכת־על־שבב BCM2835 של Broadcom הכוללת מעבד במהירות 700 MHz ומעבד גרפי. המודל המקורי הכיל זיכרון גישה אקראית (RAM) בגודל 256 מגה־בתים. מודלים מאוחרים יותר (B, B+) הכילו 512 מגה־בתים של RAM ובהמשך 1GB (דגמי 2 ו־3 מודל B). המערכת טוענת את קובצי הנתונים ומערכת ההפעלה מכרטיס SD שיש להכניס לקורא כרטיסים המורכב על הלוח.

ב־2014 הודיעה קרן ראספברי פאי על תחילת מכירת ה"קומפיוט" (Compute), מחשב הכולל מעבד BCM2835 ו־512 מגה־בתים של RAM, ומורכב עליו כרטיס eMMC (אשר לא ניתן להסרה). הלוח מיועד לשימוש במערכות מוטמעות, למשל בתוך צגים.

הקרן מציעה גרסאות לינוקס שונות לשימוש עם המחשב, הזמינות להורדה בחינם. כלים לשפת פייתון זמינים, שכן היא השפה המרכזית בה מתכנתים על הפאי. בנוסף, ישנם כלים לתכנות בבייסיק, C/C++, ג'אווה, פרל ורובי.

בתחילת פברואר 2015 החלה מכירת הדור השני של המחשב, הראספברי פאי 2. המחשב החדש הוצע בתצורת B בלבד, וכולל מערכת־על־שבב BCM2836, המכילה מעבד Arm Cortex-A7 בעל ארבע ליבות. הוא כולל מעבד גרפי זהה לדגם הקודם ו־1024 מגה־בתים של RAM. מחיר המחשב נשאר 35 דולרים אמריקאיים, ואילו שאר המחשבים הוזלו.

נכון ל־2016 נמכרו יותר מעשרה מיליון מחשבים מהדורות השונים. ראספברי פאי מחזיק בשיא המחשב הבריטי הנמכר ביותר ובמקום השני בעולם אחרי ה־Amstrad PCW. זהו המחשב האישי הבריטי שהשיג שיאי מכירות שהציבו אותו כמחשב הנמכר מהר ביותר.

בשנת 2018 ביום הפאי (14 במרץ), הוציאה הקרן עדכון גרסה לדגם הקודם שנמכר באותו המחיר.

התוכנה Pi-hole פותחה במיוחד למכשירי ראספברי פאי והיא בשימוש לצורכי חסימת פרסומות.

חומרה 
הדורות השונים של ראספברי פאי מיוצרים במספר תצורות דרך הסכמי ייצור עם החברות Newark element14 (Premier Farnell), RS Components ו־Egoman. חברות אלו מוכרות את המחשבים הן ללקוחות הקצה והן למשווקים. אגומן (Egoman) מייצרת גרסאות להפצה בלעדית בטאיוואן, מהן נעדרים סימוני FCC/CE.

המודל המקורי מבוסס על שבב מבית ברודקום BCM2835 מסוג מערכת על שבב, שכללה מעבד ARM1179JZF-S במהירות 700MHz, מעבד גרפי של VideoCore IV ושווק עם 256 מגה־בתים של זיכרון גישה אקראית (RAM). מודלים מאוחרים יותר (B ו־B+) כללו 512 מגה־בתים של RAM. המערכת תומכת ב־Secure Digital או MicroSD במודלים מאוחרים יותר כתצורה לשמירת הקבצים וטעינת מערכת ההפעלה.

ב־2014 הודיעה קרן ראספברי פאי על תחילת שיווק לוח ה"קומפיוט" (Compute Module) המכיל מעבד BCM2835 ו־512MB RAM ומדיית אחסון מסוג eMMC. לוח זה מיועד לשימוש במערכות מוטמעות.

הקרן מציעה הפצת Debian בשם Raspbian, וכן מערכות הפעלה נוספות לשימוש עם הפאי. כלים לתכנות על הלוח זמינים למשתמש, כגון Python שהיא שפת התכנות הראשית לפאי, עם תמיכה בשפות נוספות.

מעבד 
המערכת על שבב שנמצאת בשימוש בדור הראשון של הפאי דומה לשבב הנמצא בשימוש בטלפונים חכמים כגון iPhone 3G. הפאי מציע את המערכת על שבב BCM2835 הכולל מעבד ARM1176JZF-S במהירות 700MHz, מאיץ גרפי VideoCore IV וזיכרון גישה אקראית.

תדר העבודה של המעבד הוא 700 MHz כברירת מחדל, והוא מגיע ליכולות חישוב שוות ערך ל־0.041 גיגה FLOPS. ברמת המעבד הסטנדרטי, המעבד מציע יכולת חישוב שוות ערך לפנטיום II משנת 1997, במהירות 300 MHz. מבחינת היכולת הגרפית, הביצועים שווי ערך ל־Xbox המקורי משנת 2001.

הדור הראשון של הלוח פעל במהירות 700MHz, ולא התחמם ברמה כזו שדרשה קירור מיוחד, אלא אם המהירו (Overclock) את המעבד. הדור השני של המחשב כלל מעבד בתדר שעון של 900MHz, וגם מהירות זו לא דרשה קירור מיוחד. עם זאת, תפעול המעבד ושאר רכיביו במהירות גדולות מהרגיל ידרשו קירור. את רוב הלוחות ניתן להמהיר למהירויות של עד 1000MHz.

זיכרון גישה אקראית (RAM) 
מודלי הבטא של הראספברי פאי הכילו 256 מגה־בתים של זיכרון גישה אקראית (RAM). חצי מהזיכרון נמצא בשימוש המעבד הגרפי בעוד החצי השני נמצא בשימוש המעבד. מודלי A ו־B שווקו גם הם עם 256MB של RAM, אך למשתמש הייתה אפשרות לבחור שלוש חלוקות אפשריות לזיכרון בין המעבד למעבד הגרפי. לדור השני והשלישי של הלוח, ראספברי פאי 2 ו־3, 1024 מגה־בתים של RAM.

שימושים ברספברי פאי 
עם הזמן גילו חוקרי וחובבי טכנולוגיה מגוון שימושים נרחב שניתן לעשות עם ראפסברי פאי

 בינה מלאכותית
 חיישנים
 זיהוי קולי
 הגנה על IoT
 לימוד אלקטרוניקה
 הבנת ארכיטקטורה של מחשבים
 בדיקת חדירה

קישורים חיצוניים

 

 פרויקטים מבוססי Raspberry Pi - הבלוג הטכנולוגי של תומר קליין

הערות שוליים

מכשירים שהושקו ב-2012
הממלכה המאוחדת: המצאות
דגמי מחשבים
רובוטיקה