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2021 / 11 / 01

新產品:Raspberry Pi Zero 2 W

28th Oct 2021 Eben Upton

自從我們在一個毫無戒心的世界推出5 美元的 Raspberry Pi Zero以來,已經快六年了。
在我們推出的所有產品中,Zero 仍然是我最引以為豪的產品:
它最完美地體現了我們的使命,即讓人們可以使用工具,並消除成本這一障礙。
我們已經售出近 400 萬台 Zero,
和售價 10 美元的老大哥Zero W,已經一起進入從智能揚聲器到醫院呼吸機的所有領域。
但是,多年來,我們的大型產品越來越強大,但我們從未找到將更多性能融入Zero外形的方法。

直到今天!


Raspberry Pi Zero 2 W

Raspberry Pi Zero 2 W售價 15 美元,
使用與 Raspberry Pi 3 的發布版本相同的 Broadcom BCM2710A1 SoC 晶片,
Arm 內核的時鐘頻率略微降到 1GHz,與 512MB LPDDR2 SDRAM 捆綁在一個節省空間的封裝中。
Zero的確切性能提升因工作負載而異,但對於多執行緒的sysbench,它幾乎快五倍。
 
Raspberry Pi Zero 2 W
Raspberry Pi Zero 2 W

Raspberry Pi Zero 2 W 現已可從我們的認可經銷商網絡購買。
如果您是The MagPi的訂閱者,您將在接下來的幾天內免費獲得Zero2 W;
所有新訂閱戶將收到一片作為歡迎禮物。
 
The MagPi 封面上的Zero2 W

Raspberry Pi Zero 2 W 規格

以下是重點:

●Broadcom BCM2710A1,四核 64 位 SoC(Arm Cortex-A53 @ 1GHz)
●512MB LPDDR2 SDRAM
●2.4GHz IEEE 802.11b/g/n wireless LAN、藍牙 4.2、BLE
●1 × USB 2.0 接口,帶OTG
●兼容 HAT 的 40 針 I/O 接頭佔用空間
●MicroSD 卡插槽
●mini HDMI 端口
●結合影片和復位引腳焊點
●CSI-2 攝像頭連接器
●H.264、MPEG-4 解碼 (1080p30);H.264 編碼 (1080p30)
●OpenGL ES 1.1、2.0 圖形

如果很多規格看起來很熟悉,那是因為Simon Martin設計了 Zero2 W和為其提供動力的 RP3A0 封裝  
能夠將所有這些額外的性能壓縮到原始的 Zero 外形中。
幾乎所有為 Zero 設計的外殼和配件都應該與新板完美配合,包括我們自己的外殼和電纜選擇。
 
非凡的宇宙力量……極小的生活空間!

包裝魔術

創建更高性能的 Raspberry Pi Zero 的主要障礙一直是外形因素:
由於板很小和單面組件放置,沒有物理空間來容納主晶片上系統 (SoC) 和分立 SDRAM 封裝。

與 Raspberry Pi 1 一樣,Raspberry Pi Zero 和 Zero W 也是圍繞 Broadcom BCM2835 SoC 構建的。
透過使用封裝上封裝 (PoP) 技術巧妙地迴避了這個問題,其中 SDRAM 封裝直接位於 SoC 的頂部。
 
BCM2835 和 168-ball LPDDR2 PoP 內存

如果 SoC 中的矽芯片足夠小以適合 SDRAM 頂部封裝的球之間的空腔,則 PoP 是一個很好的解決方案。
不幸的是,由於 Broadcom 首先添加了四核 Cortex-A7(以創建 BCM2836),
然後添加了四核 Cortex-A53(以創建 BCM2837),因此晶片超出了 PoP 腔體。
從 Raspberry Pi 2 開始,我們使用離散 SDRAM,但此選項對我們未來的Zero不可用。

但是還有另一種避免離散 SDRAM 的方法,如果您從一開始就關注 Raspberry Pi,那麼您之前就遇到過它。
過去,BCM2835 有一個有點邪惡的孿生兄弟 BCM2763,它將 128MB SDRAM 芯片與 SoC 芯片直接集成到封裝中;
這種安排被稱為系統級封裝 (SiP)。
BCM2763 旨在用作手機的圖形協處理器,並為我們在 2011 年演示的原始 Raspberry Pi 原型提供動力。
 
BCM2835,但有山羊鬍子

十年前Simon在 Broadcom,設計BCM2763 封裝,他現在在 Raspberry Pi 工作。
在設計官方滑鼠和鍵盤、高品質相機和Raspberry Pi 400 之間,他抽出時間創建了 RP3A0,
這是一種現代 SiP,它結合了 BCM2837A1 中使用的 BCM2710A1 晶片、
4Gbit Micron LPDDR2 晶片和所需的去耦電容器以平滑核心電源電壓。
 
RP3A0 系統級封裝

從不放棄藝術表達的機會,
Simon 甚至設法將一個分辨率非常低的 Raspberry Pi 標誌擠進了包裝球中,
正如您從這個包裝和 X 射線圖像中看到的那樣。
 
不是最小的 Raspberry Pi LOGO,但可能是最低的解析度

PCB魔術

將更高的性能封裝到一個小封裝中時,散熱是一個挑戰:
我們可以消散更快的處理器產生的熱量嗎?
與其他最近的 Raspberry Pi 產品一樣,Zero 2 W 使用厚的內部銅層將熱量從處理器傳導出去。如果你手裡拿著一個ZeroW和一個Zero2 W,你真的能感覺到重量的不同。

所有這些額外的銅都轉化為更高的持續性能:
我們發現,在 20 攝氏度的環境中,無外殼的Zero2 W,
可以無限期地運行我們最喜歡的LINPACK線性代數壓力測試而不會出現節流。

密封在罐中的無線電路

在大型 RP3A0 封裝旁邊,您會發現一個大型金屬屏蔽罩,
它覆蓋板上的無線電路並保護其免受外部干擾。
與3B+ 以來的所有 Raspberry Pi 產品一樣,Zero 2 W 具有 FCC 模塊化認證,
這減少了將其集成到最終產品中所涉及的合規工作量。
 
Shield can can shield

新的樹莓派Zero2 電源線 (PSU)

為了配合Zero2 W,我們還推出了新的官方 USB 電源。
這與 Raspberry Pi 4 PSU 非常相似,但使用 USB micro-B 連接器代替 USB-C 連接器,
並且峰值電流額定值略有降低為 2.5A。
如果你為Zero2 W供電,讓你覺得有點多了,
但如果你想為 Raspberry Pi 3B 或 3B+ 供電,它會派上用場。
 
BS 1363 FTW

PSU 售價 8 美元,可提供以下插頭類型:
美國和加拿大(A 型);歐洲(C 型);印度(D型);英國(G 型);
和澳大利亞、新西蘭和中國(I 型)。

Raspberry Pi Zero2 W 的可用性

如今,Raspberry Pi Zero 2 W已在英國、歐盟、美國、加拿大和香港上市。
隨著我們完成無線電合規性工作,我們將添加新的國家/地區,
澳大利亞和新西蘭將於 11 月首先加入。

可悲的是,Zero2 W 也不能倖免於當前的全球半導體短缺。
我們預計今年(2021)出貨量約為 20 萬台,2022 年上半年將再出貨 25 萬台。

經常問的問題

我們會在回答評論中的問題時更新此列表,
這裡有一些問答集,希望可以幫助您前進。

●Zero和Zero W 會停產嗎?
不會。我們很少停產產品,即使它們已被同等價位的更現代產品所取代。
Zero 2 W 比 Zero W 貴 5 美元,並作為第三個加入 Zero 家族的成員。

請注意,在全球半導體短缺的背景下,Zero和Zero W 目前正面臨供應限制。
我們希望在 2022 年可以得到解決。

●是否會有帶有 1GB SDRAM 的Zero2 W 版本?
不。1GB LPDDR2 單晶片不可用,
生產具有兩個堆疊 SDRAM 晶片的 SiP 將非常具有挑戰性。

●RP3A0 上的標記是什麼意思?
RP3 是package的名稱。A0 表示這是零件的第一個版本。
AU 表示該封裝(package)使用金(與銅相反)鍵合線。

4 位代碼是製造日期,表示為年和周數。
有趣的是,在 2020 年的第 41 週生產了相當多的設備,產生了誤導性代碼“2041”。

6 位代碼是訂單日期,格式為 YYMMDD。

●Zero 2 W 將在生產中保留多長時間?
我們的目標是至少在 2028 年 1 月之前保持Zero2 W 的生產。


消息來源:Raspberry Pi 基金會
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