Raspberry Pi Brandaktuell: Raspberry Pi Zero 2 W

Autor / Redakteur: Eben Upton * / Margit Kuther

Der Winzling Raspberry Pi Zero 2 W basiert auf einem von Raspberry Pi entwickelten RP3A0-System-in-Package, das den BCM2710A1-Chip, der in der Launch-Variante des Raspberry Pi 3 verwendet wird, mit 512-MB-LPDDR2-SDRAM integriert.

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Raspberry Pi Zero 2 W: basierend auf Raspberry Pis neuem RP3A0 System-in-Package.
Raspberry Pi Zero 2 W: basierend auf Raspberry Pis neuem RP3A0 System-in-Package.
(Bild: RaspberryPi.org)

Raspberry Trading, der Teil der gemeinnützigen Rasperry Pi Foundation, der für die Vermarktung und den Vertrieb der Raspberry Pis zuständig ist, hat fast vier Millionen Einheiten von Zero und seinem 10-Dollar-Wireless-fähigen großen Bruder Raspberry Pi Zero W verkauft, und sie haben ihren Weg von intelligenten Lautsprechern bis hin zu Krankenhausbeatmungsgeräten gefunden. Aber während unsere größeren Produkte im Laufe der Jahre immer leistungsfähiger geworden sind, haben wir nie einen Weg gefunden, mehr Leistung in den Zero-Formfaktor zu packen – bis heute.

Der Raspberry Pi Zero 2 W zum Preis von 15 US-Dollar verwendet denselben (Quadcore-) Broadcom-BCM2710A1-SoC-Chip wie die Launch-Version des Raspberry Pi 3, mit leicht auf 1 GHz heruntergetakteten Arm-Kernen, die zusammen mit 512-MB-LPDDR2-SDRAM in einem einzigen platzsparenden Gehäuse untergebracht sind. Die genaue Leistungssteigerung gegenüber (dem Singlecore-)Zero variiert je nach Arbeitslast, aber bei Multi-Thread-Sysbench ist es fast genau fünfmal schneller.

Bildergalerie

Highlights des Raspberry Pi Zero 2W

  • Broadcom BCM2710A1, Quadcore-64-Bit-SoC (Arm Cortex-A53 @ 1 GHz)
  • 512 MB LPDDR2 SDRAM
  • 2,4 GHz IEEE 802.11b/g/n Wireless LAN, Bluetooth 4.2, BLE
  • Eine USB-2.0-Schnittstelle mit OTG
  • HAT-kompatibler 40-poliger E/A-Header-Footprint
  • MicroSD-Kartensteckplatz
  • Mini-HDMI-Anschluss
  • Lötpunkte für Composite-Video und Reset-Pin
  • CSI-2-Kameraanschluss
  • H.264, MPEG-4-Dekodierung (1080p30); H.264-Kodierung (1080p30)
  • OpenGL-ES-1.1, -2.0-Grafiken

Farnell ist der am längsten bestehende Raspberry Pi-Partner und hat bis heute mehr als 15 Millionen Einheiten verkauft. Romain Soreau, Leiter des Bereichs Single Board Computing bei Farnell: „Kunden, die bereits mit Raspberry Pi Zero-Geräten arbeiten, werden die zusätzlichen Funktionen des Raspberry Pi Zero 2 W zu schätzen wissen. Dieser kompakte Computer eignet sich für den Aufbau von Embedded-Internet of Things (IoT)-Projekten und drahtlosen Netzwerkanwendungen und kann auch als Allzweckcomputer verwendet werden.“ Laut Soreau sind die Highlights des Raspberry Pi Zero W 2:

  • Verbessertes Design: Der Raspberry Pi Zero 2 W basiert auf einem von Raspberry Pi entwickelten System-in-Package und enthält den BCM2710A1-Chip, der im Raspberry Pi 3 verwendet wird, sowie 512 MB RAM.
  • Funktionsweise: Zu den Hauptmerkmalen gehören eine 1 GHz Quad-Core 64-Bit ARM Cortex-A53 CPU, VideoCore IV GPU, 512 MB LPDDR2 DRAM, Micro-USB-Stromversorgung, HAT-kompatibler 40-Pin-Header, Composite-Video- und Reset-Pins über Löt-Testpunkte und ein CSI-Kameraanschluss.
  • Anschlussmöglichkeiten: 802.11b/g/n Wireless LAN, Bluetooth 4.2 / Bluetooth Low Energy (BLE), MicroSD-Kartensteckplatz, Mini-HDMI und USB 2.0 OTG-Anschlüsse.
  • Der Raspberry Pi Zero 2 W wird von einer Reihe von Zubehör begleitet, darunter ein 5-VDC-Netzteil (UK, US, EU, AU, IN), ein offizielles Gehäuse, ein 1-m-HDMI-Kabel, ein HDMI-Adapter (M/F), ein 10-cm-HDMI-Kabel (M/F), ein OTG-Adapter und ein 1-m-USB-Kabel.

Hintergrundinformationen

Eben Upton gibt Informationen zur Entwicklung preis: Wenn Ihnen vieles von den Merkmalen bekannt vorkommt, liegt das daran, dass Simon Martin, der sowohl die Zero 2 W als auch das RP3A0-Gehäuse entwickelt hat, in der Lage war, all diese zusätzliche Leistung in den ursprünglichen Zero-Formfaktor zu packen. Fast alle Gehäuse und Zubehörteile, die für Zero entwickelt wurden, sollten perfekt mit dem neuen Board funktionieren, einschließlich unseres eigenen Gehäuses und unserer Auswahl an Kabeln.

Das Haupthindernis für die Entwicklung eines leistungsstärkeren Raspberry Pi Zero war schon immer der Formfaktor: Mit einer winzigen Platine und der einseitigen Platzierung der Komponenten gibt es keinen Platz, um sowohl den Haupt-System-on-Chip (SoC) als auch ein diskretes SDRAM-Gehäuse unterzubringen.

Wie Raspberry Pi 1 basieren auch Raspberry Pi Zero und Zero W auf Broadcoms BCM2835-SoC. Dies umgeht das Problem durch die Verwendung der Package-on-Package (PoP)-Technologie, bei der das SDRAM-Gehäuse direkt auf dem SoC sitzt.

BCM2835 und 168-Ball-LPDDR2-PoP-Speicher

Package on Package (PoP) ist eine elegante Lösung, wenn der Silizium-Die im SoC klein genug ist, um in den Hohlraum zwischen den Kugeln des oberen SDRAM-Gehäuses zu passen. Als Broadcom jedoch zuerst einen Quad-Cortex-A7 (für BCM2836) und dann einen Quad-Cortex-A53 (für BCM2837) einbaute, wuchs der Chip über den PoP-Raum hinaus. Ab Raspberry Pi 2 verwenden wir diskreten SDRAM, aber diese Option stand uns für einen zukünftigen Zero nicht zur Verfügung.

Aber es gibt noch eine andere Möglichkeit, diskreten SDRAM zu vermeiden, und wenn Sie den Raspberry Pi seit seinen Anfängen verfolgen, kennen Sie sie bereits. Damals hatte der BCM2835 einen etwas bösen Zwilling, den BCM2763, der einen 128-MB-SDRAM-Die direkt in das Gehäuse zusammen mit dem SoC-Die integrierte; diese Anordnung ist als System-in-Package (SiP) bekannt. BCM2763 war für den Einsatz als Grafik-Coprozessor für Mobiltelefone vorgesehen und versorgte den ursprünglichen Raspberry-Pi-Prototyp, den wir 2011 vorstellten.

Simon, der das BCM2763-Gehäuse vor einem Jahrzehnt bei Broadcom entwickelt hat, arbeitet jetzt bei Raspberry Pi. Zwischen der Entwicklung der offiziellen Maus und Tastatur, der High-Quality-Kamera und des Computers Raspberry Pi 400 fand er Zeit, den RP3A0 zu entwickeln, ein modernes SiP, das den im BCM2837A1 verwendeten BCM2710A1-Die, einen 4-GBit-LPDDR2-Die von Micron und die zur Glättung der Kernversorgungsspannung erforderlichen Entkopplungskondensatoren kombiniert.

RP3A0 System im Gehäuse

Die Wärmeentwicklung ist eine Herausforderung, wenn man mehr Leistung in ein kleines Gehäuse packt: Können wir die vom schnelleren Prozessor erzeugte Wärme ableiten? Wie bei anderen aktuellen Raspberry-Pi-Produkten werden auch beim Zero 2 W dicke interne Kupferschichten verwendet, um die Wärme vom Prozessor wegzuleiten. Wenn Sie einen Zero W und einen Zero 2 W in Händen halten, können Sie den Gewichtsunterschied deutlich spüren.

All dieses zusätzliche Kupfer führt zu einer höheren Dauerleistung: Wir haben herausgefunden, dass ein Zero 2 W ohne Gehäuse bei einer Umgebungstemperatur von 20 °C unseren beliebten LINPACK-Linear-Algebra-Stresstest unbegrenzt ohne Drosselung durchführen kann.

Versiegelter Funk

Neben dem großen RP3A0-Gehäuse befindet sich eine große Metallabschirmung, die die drahtlosen Schaltkreise auf der Platine abdeckt und sie vor externen Störungen schützt. Wie alle Raspberry-Pi-Produkte seit dem Raspberry Pi 3B+ verfügt der Zero 2 W über eine modulare FCC-Zertifizierung, die den Aufwand für die Integration in ein Endprodukt reduziert.

Neues Netzteil für Raspberry Pi Zero 2

Zusammen mit Zero 2 W bringen wir auch ein neues offizielles USB-Netzteil auf den Markt. Dieses ähnelt dem Netzteil des Raspberry Pi 4, hat aber einen USB-micro-B-Anschluss anstelle des USB-C-Anschlusses und eine leicht reduzierte Spitzenstromstärke von 2,5 A. Selbst das ist ein Overkill, wenn Sie einen Zero 2 W mit Strom versorgen wollen, aber es ist praktisch, wenn Sie einen Raspberry Pi 3B oder 3B+ mit Strom versorgen wollen.

Das Netzteil kostet $ 8 und ist mit den folgenden Steckertypen erhältlich: USA und Kanada (Typ A); Europa (Typ C); Indien (Typ D); Großbritannien (Typ G); und Australien, Neuseeland und China (Typ I).

Verfügbarkeit des Raspberry Pi Zero 2 W

Heute ist der Raspberry Pi Zero 2 W in Großbritannien, der Europäischen Union, den Vereinigten Staaten, Kanada und Hongkong erhältlich. Wir werden weitere Länder hinzufügen, sobald wir unsere Arbeit an der Funkkonformität abgeschlossen haben, wobei Australien und Neuseeland im November als erstes an der Reihe sind.

Leider ist der Raspberry Pi Zero 2 W nicht immun gegen die derzeitige weltweite Halbleiterknappheit. (Mehr Details hierzu lesen Sie im Beitrag: „Raspberry Pi informiert Industriekunden: Lieferengpässe, Modellreduktion und Preiserhöhung“.) Wir gehen davon aus, dass wir in diesem Kalenderjahr etwa 200.000 Geräte ausliefern werden, weitere 250.000 sollen in der ersten Hälfte des Jahres 2022 folgen.

Häufig gestellte Fragen an Raspberry Pi

Wir bei Raspberry Pi erhalten sehr viele Anfragen zum neuen Modell: Wir werden diese Liste aktualisieren, sobald wir Fragen in den Kommentaren beantworten, aber hier sind einige, die Ihnen den Einstieg erleichtern.

Stellen Sie Zero und Zero W ein?

Nein. Wir stellen nur selten Produkte ein, selbst wenn sie durch modernere Produkte zum gleichen Preisniveau ersetzt wurden. Zero 2 W ist 5 $ teurer als Zero W und wird als drittes Mitglied in die Zero-Familie aufgenommen.

Beachten Sie, dass es bei Zero und Zero W im Zusammenhang mit der weltweiten Halbleiterknappheit derzeit zu Lieferengpässen kommt. Wir hoffen, dass dies im Jahr 2022 behoben sein wird.

Wird es eine Version der Zero 2 W mit 1 GB SDRAM geben?

Nein. 1-GB-LPDDR2-Monodie sind nicht erhältlich, und die Herstellung eines SiP mit zwei gestapelten SDRAMs wäre eine große Herausforderung.

Was bedeuten die Markierungen auf RP3A0?

RP3 ist der Name des Gehäuses. A0 bedeutet, dass dies die erste Version des Bauteils ist. AU zeigt an, dass das Gehäuse Gold- (im Gegensatz zu Kupfer-) Bonddrähte verwendet. Der 4-stellige Code ist das Herstellungsdatum, ausgedrückt als Jahr und Woche. Amüsanterweise wurden ziemlich viele Einheiten in Woche 41 des Jahres 2020 hergestellt, was den irreführenden Code "2041" ergibt. Der 6-stellige Code ist ein Bestelldatum, ausgedrückt im Format JJMMTT.

Wie lange wird die Zero 2 W noch produziert?

Wir beabsichtigen, den Zero 2 W bis mindestens Januar 2028 in Produktion zu halten.

Ich möchte unseren Partnern bei Broadcom, Micron und ASE für ihre Hilfe bei der Verwirklichung des RP3A0 danken. Wie die meisten Raspberry-Pi-Produkte wird auch der Zero 2 W im Sony UK Technology Centre in Pencoed, Südwales, hergestellt: Ohne sie könnten wir dies nicht tun.

* Eben Upton ... ist Chief Executive Raspberry Pi Trading

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