Raspberry Pi 4について調べたメモ

Last modified: 2021-02-17

筆者はRaspberry Pi 4を所有しておらず、ここに記述されている情報はWeb上で得られたもののみとなっている。

Pi 4Bについて

2020年秋時点では全体的にまだ価格が高く、2019年時点の3B+のスターターキットのような割安感はない。なお、筆者にはPi 4を使う用途がまだ思いつかないので購入予定もない。

ハードウェアの改善点(一部)

  • CPU/GPU部分の世代がそれぞれ新しくなり、CPU処理/GPU処理ともに大幅に高速化
    • OpenGL ES 3.0対応
    • H.265映像のハードウェアデコード
    • 2画面出力と4k解像度に対応
  • メモリが2世代分新しくなって高速になったのに加えてメモリ容量1GiB/2GiB/4GiB/8GiBの複数モデルが存在
  • 一部ポートがUSB 3.0に対応
  • ギガビットイーサネットの本来の速度が出るようになった
  • Pi Zeroなどと同様にPCなどとUSBケーブルで接続してUSBブート可能らしい

周辺機器などにおける過去モデルとの互換性の問題

  • 本体側のHDMI端子がType-D(micro HDMI)に変更されたので変換が必要
  • 端子部分のレイアウトが変更され、過去モデル用のケースが使用できない
  • 電源供給がUSB Type-Cになったので過去モデル用の電源はそのままでは使用できない
    • 電源の要件もやや上がっている(3A以上)

発熱や消費電力の改善

ファームウェアの改善

2019年の公式ブログの記事だが、Thermal testing Raspberry Pi 4によると、Pi 4Bの発売された時期にはPi 3B+と比べて発熱がひどく、消費電力も大きく上がっていたのだが、これらがRaspberry Piのファームウェアの改善によって段階的に良くなってきており、Pi 3B+に近づいてきているという。

発熱が抑えられると、高温時に自動的に性能を落として温度を下げる仕組み “サーマルスロットリング” が働きにくくなって処理の効率が落ちにくくなるというメリットももたらす。

Raspberry Pi 400の排熱

キーボード型のモデル “Raspberry Pi 400” では、動画サイトの分解動画を見ると大きな金属板がSoCとくっついていることが分かり、熱を逃がしやすくなっている。裏側に排熱用のすき間が設けられており、熱はSoCから金属板に移った後でそこから外に出ていくものと思われる。

このモデルを長時間稼働させたという人の報告では過度に熱くなるようなことはなかったとのことで、高負荷かつ長時間の稼働については、自動的にサーマルスロットリングが作動して温度が下がることが予想されるので、この辺りの設定をいじっていない限りは問題にはならないと思われる。

Pi 400の発売時期には既に前述のファームウェアがかなり改善しているということも大きい。

Vulkan APIはMesa 20.3以上で対応

3D描画APIとしては、リリース時には “OpenGL ES 3.0までの対応” とされていたが、Mesa 20.3でPi 4(400含む)のGPU “VideoCore VI” 用のVulkanドライバ “v3dv” が取り込まれたため、Vulkan APIを使用することができる。

2020年12月時点ではRaspberry Pi OSのパッケージとして入っているMesaのバージョンが古く、すぐに利用可能というわけではないと思われる。

Linuxデスクトップ周りのソフトウェアでもVulkanの使用が広がることが想定されるため、Pi 4のデスクトップ用途においてもVulkan APIの恩恵を受けられると予想される。

3B+までの全ての旧モデルに搭載されている “VideoCore IV” ではハードウェア的にVulkan APIの全ての機能を提供することが不可能であり、同APIの一部(サブセット)を提供するプロジェクトが存在するにとどまっている。

USBストレージを用いた起動に対応

発売当時には未対応だったが、2020年秋時点の最新ファームウェアではmicroSDカードを用いずにUSBストレージから起動することができるようになっている。

例:

  • USB SSD
  • バスパワー駆動ではないUSBハードディスク

microSDカードにもUSB接続SSDにも書き込み回数の限界があるため、デスクトップPCとして使用する場合にはハードディスクの使用を考えるのも良さそう。