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. O nosso objetivo é aprender com produtos excelentes do passado, obter novas perspetivas e criar continuamente micro servidores excecionais a partir da perspetiva do desenvolvimento de nuvem pessoal, impulsionando a visão da Icewhale.

O primeiro e, sem dúvida, o produto mais simbólico na indústria dos SBC é o Raspberry Pi. Lembro-me da primeira vez que conheci Eben Upton, durante um evento presencial onde ele partilhou a sua visão para a indústria da educação e 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 todo o sucesso não pode ser separado de vários elementos da equipa fundadora: perspetivas únicas sobre o futuro, persistência, trabalho árduo contínuo e oportunidades.

Parte 1: Perspetivas e Oportunidades do Raspberry Pi

Parte 2: Prós e Contras do Raspberry Pi 4B

Parte 3: Raspberry Pi vs ZimaBoard como Servidor Pessoal

Parte 4: Sistema operativo de nuvem pessoal compatível com Raspberry Pi – CasaOS

Parte 5: Conclusão e Inspiração do Raspberry Pi

Parte 1: Perspetivas e Oportunidades do Raspberry Pi

Durante uma entrevista no Centre for Computing History, Upton partilhou detalhadamente a sua história de como começou a fazer DIY de um pequeno computador antes de 2006, e como esta ideia cresceu organicamente dentro do MIT e de Cambridge. Com a sua experiência profissional única e interações com a Broadcom, esta ideia tornou-se gradualmente no produto excecional que hoje influencia o mundo.

Penso que a observação de Upton é que, mesmo após mais de 40 anos de desenvolvimento rápido, a indústria dos computadores ainda é demasiado cara, o que dificulta muito o acesso ao sistema educativo e impede que mais pessoas, especialmente crianças, usem PCs.

Quando o Raspberry Pi explodiu no cenário global do DIY, educação e aplicações industriais em 2012, continuou a iterar e inovar mais produtos, como o Zero, Compute Module e o recentemente lançado Pico, seguindo a mesma observação e pensamento.

Portanto, 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 ultrapassou as expectativas da equipa é “emergência”. Tal como o processo de penetração de novas tecnologias e produtos no mercado, o computador pequeno de 25 dólares atraiu naturalmente muita atenção inicialmente.

Nessa altura, eu tinha acabado de começar a trabalhar como praticante de robótica e comecei a usar o Raspberry Pi para construir o meu próprio sistema de controlo de robôs.

Parte 2: Prós e Contras do Raspberry Pi 4B

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

Prós:

• O Raspberry Pi oferece opções de baixo custo entre 35 e 75 dólares.
• O Raspberry Pi tem um ecossistema rico em conteúdos com uma grande comunidade, documentação extensa e suporte gerado pela própria comunidade.
• O desempenho geral do Raspberry Pi é adequado para cenários de grande escala.

Contras:

• Poder de computação limitado
• Memória e armazenamento limitados – instabilidade e incerteza causadas pelo MicroSD
• Custos ocultos de periféricos necessários, como armazenamento e fonte de alimentação, levam ao aumento do custo.

Com o desenvolvimento da última década, todo o ecossistema do Raspberry Pi destacou-se em termos de conteúdos, periféricos e suporte comunitário. Na minha opinião, o design do GPIO do Raspberry Pi é engenhoso porque, do ponto de vista do desenvolvimento da indústria dos PCs, há pouca procura por GPIO.

Os GPIOs mais comuns nas motherboards de PC são botões do painel frontal, extensões de armazenamento, interfaces de depuração do BIOS, entre outros. Portanto, o GPIO é uma ideia genial, e a sua emergência está intimamente ligada às necessidades de ensino e experimentação que a equipa do Raspberry Pi queria proporcionar.

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 com um espaço de expansão padrão e único.

Do ponto de vista das desvantagens, depende sem dúvida do seu cenário de aplicação. As limitações de poder de computação, armazenamento e memória sempre restringiram o Raspberry Pi a cenários de baixa potência computacional, que é também a principal direção diferenciadora para outros produtos mainstream entrarem no mercado, e o ZimaBoard não é exceção.

Em aplicações industriais relativamente exigentes, acredito que o design do MicroSD traz incertezas significativas e problemas de estabilidade. Além disso, quando realmente se quer fornecer uma solução ou kit para o Raspberry Pi, o aumento dos custos dos periféricos torna o preço global do Raspberry Pi menos barato do que parece.

Parte 3: Raspberry Pi vs ZimaBoard como Servidor Pessoal

A equipa da Zima foca-se em aplicações relacionadas com servidores pessoais, pois as aplicações do Raspberry Pi são muito diversas. Exemplos incluem a implementação de um website pessoal, uso do Raspberry Pi para aprendizagem de desenvolvimento e implementação de servidores web, e instalação de software como Apache, Nginx e Lighttpd.

Além disso, o Raspberry Pi pode ser usado para configurar um servidor local de partilha de ficheiros com Samba. Para além destas aplicações orientadas para desenvolvimento, casas inteligentes e segurança de rede são também dois cenários de aplicação muito expansíveis.

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

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

A interface PCIe integrada também oferece amplo espaço para expansão para redes, armazenamento e outros tipos de aplicações. Com expansibilidade de até quatro portas 2.5GbE, 10GbE ou as mais padrão 4 portas Gigabit Ethernet em canal, pode satisfazer flexivelmente as diferentes imaginações dos utilizadores para um firewall personalizável.

Parte 4: Um sistema operativo de nuvem pessoal elegante compatível com Raspberry Pi – CasaOS

Para reduzir ainda mais a dificuldade dos entusiastas em construir servidores pessoais e otimizar a experiência de gestão de aplicações de servidores domésticos, disponibilizámos o sistema de nuvem pessoal CasaOS em código aberto no ano passado, que agora é baseado na segunda camada do Debian. Com o CasaOS, pode implementar mais de 30 aplicações Docker com um clique e visualizar a configuração de todas as portas e recursos. Construir uma nuvem pessoal pode ser feito com um único comando e, mais importante, é compatível com Raspberry Pi, NUC e vários sistemas x86.

Parte 5: Conclusão e Inspiração do Raspberry Pi

Minimizar o custo dos modelos SaaS e IA usados na Edge

Como um produto icónico no mercado dos SBC, o Raspberry Pi oferece-nos muitas lições valiosas. Na Icewhale Technology, a nossa ambição é levar capacidades de computação em nuvem a todos, tornando os serviços SaaS e IA acessíveis a baixo custo na edge, sem que as empresas de software tenham de pagar taxas de subscrição exorbitantes.

Igualmente importante é a necessidade de abertura e transparência. Dedicamos tempo e esforço significativos a algo em que acreditamos e envolvemo-nos continuamente com a comunidade para partilhar o nosso progresso de desenvolvimento e novas perspetivas.

Convidamos todos os interessados na indústria da nuvem pessoal a juntarem-se a nós na nossa Comunidade Discord e a ajudar a impulsionar a indústria para o próximo nível, permitindo que uma gama maior de aplicações e serviços de alta qualidade surjam no ecossistema da nuvem pessoal.