História do Raspberry Pi: Lições Essenciais para Criadores de Hardware

Após discussões com a nossa equipa, planeamos começar a escrever alguns artigos sobre computadores de placa única, pequenos servidores, NAS e produtos de firewall. Pretendemos aprender com produtos excelentes do passado, obter novos conhecimentos e criar continuamente microservidores de excelência sob a perspetiva do desenvolvimento da cloud pessoal, fazendo avançar a visão da Icewhale.

O primeiro e, sem dúvida, o produto mais emblemático da indústria dos SBC é o Raspberry Pi. Lembro-me de que conheci Eben Upton pela primeira vez num evento presencial, onde partilhou a sua visão para o setor da educação e explicou como começou a criar um computador barato e compacto em 2006. Fiquei profundamente impressionado e influenciado por isso, o que me levou a criar o meu primeiro produto x86, o Lattepanda.

Acredito que nenhum sucesso pode ser dissociado de vários elementos da equipa fundadora: uma visão única do futuro, perseverança, trabalho árduo contínuo e oportunidades.

Parte 1: Conhecimentos e oportunidades do Raspberry Pi

Parte 2: Vantagens e desvantagens do Raspberry Pi 4B

Parte 3: Raspberry Pi vs ZimaBoard como servidor pessoal

Parte 4: SO de cloud pessoal compatível com Raspberry Pi – CasaOS

Parte 5: Conclusão e inspiração do Raspberry Pi

Parte 1: Conhecimentos e oportunidades do Raspberry Pi

Durante uma entrevista no Centre for Computing History, Upton partilhou em detalhe a história de como começou a criar um pequeno computador antes de 2006 e como esta ideia cresceu organicamente no MIT e em Cambridge. Com a sua experiência profissional única e as interações com a Broadcom, esta ideia tornou-se gradualmente no produto extraordinário que hoje influenciou o mundo.

Penso que a observação de Upton é que, mesmo após mais de 40 anos de rápido desenvolvimento, a indústria dos computadores continua a ser demasiado cara, o que dificulta bastante o acesso ao sistema educativo e impede que mais pessoas utilizem computadores pessoais, especialmente as crianças.

Quando o Raspberry Pi surgiu em força no panorama mundial do DIY, da educação e das aplicações industriais, em 2012, continuou a iterar e a inovar com mais produtos, como o Zero, o Compute Module e o recentemente lançado Pico, seguindo a mesma observação e linha de pensamento.

Por isso, acredito que o espírito central do Raspberry Pi é democratizar os computadores e torná-los acessíveis a todos. No entanto, penso que a palavra-chave que excedeu as expectativas da equipa é “emergência”. Tal como acontece com a penetração de novas tecnologias e produtos no mercado, o pequeno computador de 25 dólares atraiu naturalmente muita atenção no início.

Nessa altura, tinha acabado de começar a trabalhar como profissional de robótica e comecei a utilizar o Raspberry Pi para criar o meu próprio sistema de controlo de robôs.

Parte 2: Vantagens e desvantagens do Raspberry Pi 4B

Comparativamente ao seu antecessor, o Raspberry Pi 4 dá continuidade à tendência de iteração dos últimos anos e atualiza o processador para um quad-core A72 de 1,5 GHz. Além disso, a linha de produtos inclui agora uma versão de 8 núcleos com um preço de 75 dólares. Embora a pandemia de COVID-19 tenha causado perturbações nos preços de mercado da indústria dos computadores.

Vantagens:

• O Raspberry Pi oferece opções de baixo custo, entre 35 e 75 dólares.
• O Raspberry Pi possui um ecossistema de conteúdos rico, com uma comunidade numerosa, documentação abrangente e suporte criado pelos próprios utilizadores.
• O desempenho geral do Raspberry Pi é adequado para cenários de grande escala.

Desvantagens:

• Capacidade de processamento limitada
• Memória e armazenamento limitados – instabilidade e incerteza causadas pelo MicroSD
• Os custos ocultos de periféricos necessários, como armazenamento e fonte de alimentação, aumentam o custo total.

Ao longo da última década, todo o ecossistema do Raspberry Pi destacou-se em termos de conteúdos, periféricos e apoio da comunidade. Na minha opinião, o design do GPIO do Raspberry Pi é engenhoso, porque, do ponto de vista do desenvolvimento da indústria dos computadores pessoais, tem existido pouca procura por GPIO.

Os GPIO mais comuns nas placas-mãe de PC são botões do painel frontal, extensões de armazenamento, interfaces de depuração da BIOS, entre outros. Por isso, o GPIO é uma ideia brilhante e o seu surgimento está estreitamente relacionado com as necessidades de ensino e experimentação que a equipa do Raspberry Pi pretendia satisfazer.

Além disso, devido ao design do GPIO, o Raspberry Pi pode ser totalmente compatível com robôs, IoT e várias aplicações diversificadas e placas de expansão, através de um espaço de expansão único e normalizado.

Do ponto de vista das desvantagens, isso depende indiscutivelmente do seu cenário de utilização. As limitações de capacidade de processamento, armazenamento e memória têm restringido continuamente o Raspberry Pi a cenários de baixa capacidade computacional, sendo também essa a principal direção de diferenciação para a entrada de outros produtos do mercado dominante — e o ZimaBoard não é exceção.

Em aplicações industriais relativamente exigentes, acredito que o design baseado em MicroSD introduz problemas significativos de incerteza e estabilidade. Além disso, quando se pretende realmente fornecer uma solução ou kit para o Raspberry Pi, o aumento dos custos dos periféricos faz com que o preço total do Raspberry Pi não seja tão baixo como parece.

Parte 3: Raspberry Pi vs ZimaBoard como servidor pessoal

A equipa da Zima concentra-se em aplicações relacionadas com servidores pessoais, uma vez que as aplicações do Raspberry Pi são muito diversificadas. Entre os exemplos estão a implementação de um site pessoal, a utilização do Raspberry Pi para aprender a desenvolver e implementar servidores Web e a instalação de software como Apache, Nginx e Lighttpd.

Além disso, o Raspberry Pi pode ser utilizado para configurar um servidor local de partilha de ficheiros com Samba. Para além destas aplicações orientadas para o desenvolvimento, as casas inteligentes e a segurança de rede são também dois cenários de utilização com grande potencial de expansão.

Com base nos requisitos de desempenho de largura de banda e capacidade de processamento destes cenários, a equipa da Zima desenvolveu a primeira geração do produto ZimaBoard, com o objetivo de melhorar o desempenho de leitura/escrita do armazenamento, da rede e do processamento de dados em microservidores.

O ZimaBoard utiliza um processador Intel Celeron, o que lhe permite ser perfeitamente compatível com vários sistemas operativos, incluindo Debian, Ubuntu, Pfsense e OpenWrt. Também reparámos que alguns programadores gostam de experimentar sistemas como PVE e Mikrotik.

A interface PCIe integrada proporciona igualmente bastante espaço de expansão para aplicações de rede, armazenamento e outros tipos de aplicações. Com capacidade de expansão até quatro portas 2,5GbE, 10GbE ou as portas Ethernet Gigabit de 4 canais mais comuns, pode responder de forma flexível às diferentes ideias dos utilizadores para uma firewall personalizável.

Parte 4: Um elegante SO de cloud pessoal compatível com Raspberry Pi – CasaOS

Para reduzir ainda mais a dificuldade de os entusiastas construírem servidores pessoais e otimizar a experiência de gestão de aplicações de servidores domésticos, disponibilizámos no ano passado o código aberto do sistema de cloud pessoal CasaOS, que atualmente se baseia na segunda camada do Debian. Com o CasaOS, pode implementar mais de 30 aplicações Docker com um único clique e visualizar a configuração de todas as portas e recursos. É possível criar uma cloud pessoal com um único comando e, mais importante ainda, o sistema é compatível com Raspberry Pi, NUC e vários sistemas x86.

Parte 5: Conclusão e inspiração do Raspberry Pi

Minimizar o custo do SaaS e dos modelos de IA utilizados na periferia

Enquanto produto emblemático do mercado dos SBC, o Raspberry Pi oferece-nos muitas lições valiosas. Na Icewhale Technology, a nossa ambição é disponibilizar capacidades de computação na cloud a todos, tornando os serviços SaaS e de IA acessíveis a baixo custo na periferia, sem que as empresas de software tenham de pagar taxas de subscrição exorbitantes.

Igualmente importante é a necessidade de abertura e transparência. Dedicamos muito tempo e esforço a algo em que acreditamos e mantemos um contacto contínuo com a comunidade para partilhar o nosso progresso de desenvolvimento e novos conhecimentos.

Convidamos todos os interessados na indústria da cloud pessoal a juntarem-se à nossa comunidade do Discord e a ajudarem a levar a indústria ao nível seguinte, permitindo o surgimento de uma maior variedade de aplicações e serviços de alta qualidade no ecossistema da cloud pessoal.