一、樹莓派2代簡介
樹莓派基金會於2015年2月2號發布了最新版本的樹莓派,型號為2代B型。此次新品並非簡單的升級而已,而是在這款單板機上賦予了翻天覆地的變化。從2012年問世以來,樹莓派經歷了多次更新與升級,從起初的將256MB存儲器增加到512MB,到后來推出的B+,配置和性能都提升了不少,但是唯一不變的是CPU和GPU,也就是說始終采用集成ARM11處理器和VideoCore IV GPU的BCM2835片上系統,“還是同樣的配方,還是熟悉的味道” 。
那么新的樹莓派2代到底比它的前輩好在哪兒呢?答案是,除了周邊規格的提升以外,還使用為樹莓派專門定制的BCM2836替換了舊版的BCM2835片上系統。這款新的SoC集成新的ARM Cortex-A7四核處理器,每個核心工作頻率高達到900MHz!和舊版的單核700MHz ARM11處理器相比,理論上處理器的性能會有一個相當大的飛躍!當然為了配合新的處理器,樹莓派2代的存儲器增加到1GB,工作頻率為450MHz,比原來B+上的512MB 400MHz存儲器大了一倍,速度也更快。
也許有人會問,那么“逼格”提高這么多,價格肯定更貴吧?答案是否定的,樹莓派2和B+價格完全相同!我想基金會這次是下了血本來推2代樹莓派。
下面是樹莓派2代與前面幾個版本的對比圖:
樹莓派2代繼承了B+的40pin GPIO接口,並且引腳分布和B+與A+也完全一樣,因此所有的開發項目和外接GPIO板卡均可以在這三個板子上隨意使用。那些專門為A系列和B系列設計的模塊大多能夠用於樹莓派,除非模塊的外形和B+無法兼容,比如Piface就不能用於樹莓派2代。
樹莓派2代同樣符合HAT規范,這意味着未來的外接板卡都需要集成EEPROM(電可擦只讀存儲器),以便讓樹莓派2代對外接設備進行快速識別和配置,使用更方便。HAT規范於2014年引入到B+版樹莓派,雖然還沒有得到完全普及,但是相信不久的將來會成為樹莓派默認標准。
二、樹莓派2代性能極限測試
樹莓派2代是一款非常成熟的單板機並且擁有足夠的處理性能,能夠輕易地作為一台標准PC來使用,現在我們來小小的測試一下它的性能。
下面的測試均采用8GB Micro SD卡,運行Raspbian操作系統,並且從桌面啟動所有的測試程序。針對不同版本的樹莓派軟件也都已升級到最新版本(升級方法為: sudo apt-get update,sudo apt-get upgrade)
樹莓派2代和B+測試中存在的唯一不同之處是內核映像,Micro SD卡啟動分區中的Kernel.img文件兼容老版樹莓派的ARM11處理器。而對於樹莓派2來說,基金會已經改成ARM Cortex-A7處理器,所以需要一個新內核映像,即現在的Kernel7.img,這樣才能完全發揮4個處理器核心的強大功能。
2.1 啟動時間測試
這項測試比較了樹莓派2和B+上安裝的Raspbian系統從開始啟動到顯示登錄提示符所需要的時間:
啟動到顯示提示符 | 所需時間 |
樹莓派2 |
17秒 |
樹莓派B+ |
33秒 |
顯然樹莓派2代的啟動時間大約是B+的一半,看來速度提升了不少。
然后再通過raspi-config調整啟動配置,讓兩塊樹莓派都直接啟動到桌面,啟動時間測試結果如下:
啟動到桌面 | 所需時間 |
樹莓派2 |
21秒 |
樹莓派B+ |
42秒 |
同樣,樹莓派2比B+快了一倍,速度的提升自然比其他任何升級都來得重要。
2.2 計算性能測試
下面的測試將會把兩塊樹莓派的能力逼到極限,采用的工具是適用於Linux環境下的Sysbench。Sysbench帶有一整套的測試選項,可以用來測試計算機的極限性能。通過終端程序中執行 sudo apt-get install sysbench 就可以在樹莓派上安裝該工具。
壓榨處理器性能的測試可以通過在終端程序中執行 sysbench --num-threads=4 --test=cpu --cpu-max-prime=20000 run 命令來實現,以下是測試結果:
版本 | 所需時間 |
樹莓派2 |
195.9543秒,即3分16秒 |
樹莓派B+ |
1331.6552秒,即22分12秒 |
這個測試是讓處理器計算20000以內的所有質數,從而將其性能發揮到極限。很明顯,樹莓派2代以3分16秒的成績完勝B+的22分12秒。其處理器內核的性能不言而喻。
下面的測試使用的是一個叫Memtester的工具。Memtester能夠檢查計算機存儲器中的任何錯誤,它通過執行一系列的完整性檢查,來將存儲器的性能推到最大限度。通常這類測試都只會返回測試結果,但是為了反映測試所消耗的時間,所以另外加入了時間指令。
Memtester的安裝命令為 sudo apt-get install memtester 和 sudo apt-get install time,安裝完成后執行 sudo time memtester 256M 1 。采用超級用戶權限執行 memtester 的目的是確保需要測試的存儲塊專門針對測試而進行了鎖定。這里的測試容量是256MB,並且只會運行一次,也就是說不能對樹莓派的所有存儲空間進行測試,原因很簡單,因為操作系統本身就要占用一部分內存。(要想對所有存儲空間進行測試,需要用到Memtest86工具,它可以在操作系統載入前開始運行,但可惜該工具不能用於樹莓派),以下是測試結果:
版本 | 所需時間 |
樹莓派2 |
1560.99秒,即26分1秒 |
樹莓派B+ |
4208.09秒,即一小時10分8秒 |
樹莓派2代僅用了26分1秒就完成了測試,比B+快了44分鍾7秒,這差距不是一般的大!
為了更加完善,還需要進行其他幾項測試來看看樹莓派2代對日常工作的處理性能,測試結果如下:
測試項目 | 樹莓派2 |
樹莓派B+ |
Minecraft – 載入新場景 |
21秒 |
42秒 |
Python 3 – 打開應用程序 |
4秒 |
13秒 |
Sonic Pi 2 – 打開應用程序 |
11秒 |
21秒 |
Libreoffice – 打開新文本文件 |
9秒 |
18秒 |
Epiphany Browser – 打開Google |
8秒 |
13秒 |
結論
通過以上各項測試發現,新的樹莓派2代確實比其前輩在性能上提升不少,而且價格保持不變。其實,樹莓派2很少有需要“火力全開”的情況出現,即使在打開Minecraft這款相當消耗處理器資源的游戲時,CPU占用率也很少超過50%,而同樣情況下B+卻達到了100%。可能大家會想,這是不是意味着一代的B+和A+要退出市場了?非也,這兩款老產品還是有用武之地的,尤其是不需要樹莓派2那么高性能的工業應用領域,例如有好幾個機器人項目就是基於A+開發的。
樹莓派基金會說,在很多年前就曾經計划推出這款產品,但是后來花了兩年的時間和大約三百萬英鎊進行調研和開發,才最終實現這一願望,實屬來之不易。不過“不經歷風雨,怎會見彩虹”,從上面的數據來看,把樹莓派2代稱為單板機中的戰斗機也並不為過,可以肯定的是,將會有越來越多的開發者,使用這塊只有信用卡大小的計算機來完成他們優秀的項目和作品!