História do Raspberry Pi: lições fundamentais para fabricantes de hardware

Após conversarmos com a nossa equipa, decidimos começar a escrever alguns artigos sobre computadores de placa única, pequenos servidores, NAS e produtos de firewall. Queremos aprender com os excelentes produtos do passado, obter novas perspetivas e continuar a criar microservidores extraordinários, tendo em conta o desenvolvimento da nuvem pessoal e promovendo a visão da Icewhale.

O primeiro produto, e sem dúvida o mais emblemático do setor 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 qualquer sucesso depende de vários fatores da equipa fundadora: uma visão singular do futuro, persistência, trabalho árduo contínuo e oportunidade.

Parte 1: Perspetivas 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: Sistema operativo de nuvem pessoal compatível com o Raspberry Pi – CasaOS

Parte 5: Conclusão e inspiração do Raspberry Pi

Parte 1: Perspetivas e oportunidades do Raspberry Pi

Numa entrevista no Centre for Computing History, Upton contou em detalhe como começou a construir um pequeno computador por iniciativa própria, antes de 2006, e como esta ideia cresceu espontaneamente no MIT e em Cambridge. Graças à sua experiência profissional singular e às interações com a Broadcom, esta ideia tornou-se gradualmente o produto extraordinário que hoje influencia o mundo.

Penso que Upton observou que, mesmo após mais de 40 anos de rápido desenvolvimento, o setor dos computadores continua a ser demasiado caro, o que dificulta bastante o acesso à educação e impede mais pessoas de utilizarem PCs, especialmente crianças.

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

Por isso, acredito que o espírito fundamental do Raspberry Pi é democratizar os computadores e torná-los acessíveis a todos. No entanto, penso que a palavra-chave que superou as expectativas da equipa é «emergência». Tal como acontece quando novas tecnologias e produtos conquistam o mercado, o pequeno computador de 25 $ atraiu naturalmente muita atenção desde o início.

Nessa altura, tinha acabado de começar a trabalhar como especialista em 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

Em comparação com o seu antecessor, o Raspberry Pi 4 dá continuidade à tendência de evolução dos últimos anos e passa a ter um processador A72 quad-core de 1,5 GHz. Além disso, a gama 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 informática.

Vantagens:

• O Raspberry Pi oferece opções económicas, com preços entre 35 e 75 dólares.
• O Raspberry Pi tem um ecossistema de conteúdos diversificado, com uma comunidade numerosa, documentação abrangente e apoio da própria comunidade.
• O desempenho geral do Raspberry Pi é adequado a cenários de grande escala.

Desvantagens:

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

Ao longo da última década, todo o ecossistema Raspberry Pi destacou-se pela quantidade de conteúdos, pelos periféricos e pelo apoio da comunidade. Na minha opinião, a conceção do GPIO do Raspberry Pi é engenhosa, porque, do ponto de vista da evolução da indústria dos PC, a procura de GPIO tem sido reduzida.

Os GPIO mais comuns nas placas-mãe de PC são os botões do painel frontal, as ligações de expansão para armazenamento, as interfaces de depuração da BIOS, entre outros. Por isso, o GPIO é uma ideia brilhante, cuja criação está intimamente ligada às necessidades de ensino e experimentação que a equipa do Raspberry Pi pretendia satisfazer.

Além disso, graças à conceção do GPIO, o Raspberry Pi é totalmente compatível com robôs, IoT e diversas aplicações e placas de expansão, através de um único conector de expansão padrão.

Do lado das desvantagens, tudo depende, sem dúvida, do cenário de aplicação. As limitações de capacidade de processamento, armazenamento e memória sempre restringiram o Raspberry Pi a cenários que exigem pouca capacidade de processamento. Esta é também a principal área de diferenciação que outros produtos dominantes no mercado procuram explorar ao entrar nele, e o ZimaBoard não é exceção.

Em aplicações industriais relativamente exigentes, acredito que a conceção com MicroSD introduz uma incerteza considerável e problemas de estabilidade. Além disso, quando se pretende realmente disponibilizar uma solução ou um 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 nas aplicações relacionadas com servidores pessoais, uma vez que as aplicações do Raspberry Pi são muito diversificadas. Alguns exemplos incluem alojar um site pessoal, usar o Raspberry Pi para aprender a desenvolver e alojar servidores Web e instalar software como Apache, Nginx e Lighttpd.

Além disso, é possível usar um Raspberry Pi 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 aplicação com grande potencial de expansão.

Com base nos requisitos de desempenho de largura de banda e capacidade de processamento destes cenários, a equipa Zima desenvolveu o produto ZimaBoard de primeira geração ZimaBoard, com o objetivo de melhorar o desempenho de leitura e 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 notámos que alguns programadores gostam de experimentar sistemas como PVE e Mikrotik.

A interface PCIe integrada também oferece amplo espaço de expansão para redes, armazenamento e outros tipos de aplicações. Com capacidade de expansão até quatro portas Ethernet de 2,5 GbE, 10 GbE ou Gigabit de 4 canais, o padrão mais comum, pode responder com flexibilidade às diferentes ideias dos utilizadores para uma firewall personalizável.

Parte 4: Um sistema operativo de nuvem pessoal elegante, compatível com o 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, abrimos o código do sistema de nuvem pessoal CasaOS no ano passado, que agora se baseia na segunda camada do Debian. Com o CasaOS, pode implementar mais de 30 aplicações Docker com um só clique e visualizar a configuração de todas as portas e recursos. Pode criar uma nuvem pessoal com um único comando e, mais importante ainda, é compatível com o Raspberry Pi, NUC e vários sistemas x86.

Parte 5: Conclusão e inspiração do Raspberry Pi

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

Enquanto produto icónico no mercado dos SBC, o Raspberry Pi oferece-nos muitas lições valiosas. Na Icewhale Technology, a nossa ambição é levar as capacidades da computação em nuvem 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.

A abertura e a transparência são igualmente importantes. Dedicamos muito tempo e esforço a algo em que acreditamos e mantemos um diálogo constante com a comunidade para partilhar os progressos do nosso desenvolvimento e novas perspetivas.

Convidamos todos os interessados no setor da nuvem pessoal a juntarem-se à nossa DiscordComunidade e a ajudarem a levar o setor ao próximo nível, permitindo o surgimento de uma maior variedade de aplicações e serviços de elevada qualidade no ecossistema da nuvem pessoal.