Comparativo Raspberry Pi 3B vs 3B+ vs 4

Lucas Peperaio
13/03/2020
Review

Há uns anos atrás eu trouxe para vocês a análise e testes de um Raspberry, naquela ocasião o Raspberry Pi 3B de 1GB. Para quem não conhece, Raspberry é um computador de placa única com um tamanho impressionantemente pequeno, com dimensões aproximadas de um cartão de crédito e que para atividades básicas, atende muito bem, tal como uma central de multimídia, jogos e emuladores, sistemas de automação, por exemplo, eu já vi um Raspberry sendo usado para controlar o nível de combustível dentro dos reservatórios de postos. Olha que interessante.

E nesse artigo vamos fazer uma análise técnica da evolução destas placas nos últimos anos, incluindo testes de temperatura com a câmera térmica e testes de performance!

Data de lançamento e preço

Vamos começar do básico para o avançado. Rasp 3B foi lançada em fevereiro de 2016 por $35. Dois anos depois, em 2018, foi lançado a versão B+, também por $35. E em junho de 2019, chegou a versão mais recente, o Rasp 4B que está disponível em três preços, $35, $45 e $55, dependendo da quantidade de RAM disponível.

Aparência

Comparativo Raspberry - Placas

Visualmente as três boards são parecidas, tendo as mesmas dimensões, 85mm de comprimento e 56mm de largura, um PC literalmente na palma da mão. As versões 3B e 3B+ são quase idênticas no que diz respeito as posições dos conectores USB, HDMI, áudio e tudo mais, o que facilita a compatibilidade com cases. Existem mudanças sutis na posição de alguns componentes, por exemplo, o controlador das USB e Rede, o processador agora tem um dissipador incluso na versão 3B+. Já a nova versão 4B foi reformulada, existindo mais componentes e de tamanhos e posições diferentes das versões anteriores.

 

Processador

O processador é parte crítica da performance destas placas. Ele é encapsulado junto com a GPU integrada, onde o sistema todo é chamado de SoC, ou System on Chip. Rasp 3B é equipado com um SOC Broadcom BCM2837 com 4 núcleos Cortex A53 1.2 Ghz e GPU integrada VideoCore iV. O Rasp 3B+ trás uma outra revisão do mesmo SOC, mantendo os núcleos Cortex, porém com 1.4 Ghz. Finalmente o Rasp 4B trás uma nova geração, o SoC Broadcom BCM2711, cujo CPU é o Cortex A72 também Quad Core, desta vez em 1.5 Ghz, com a GPU integrada Video Core VI.

 

Memória

Considerando que a Memória RAM é compartilhada entre CPU e GPU, é de vital importância a sua capacidade e velocidade. Rasp 3B tem 1GB LPDDR2 900 Mhz, Rasp 3B+ manteve a mesma RAM, enquanto que o Rasp 4B teve um belo incremento. Das antigas DDR2 para as mais atuais LPDDR4 3200 Mhz que proporciona uma vazão de dados muito superior. Também recebeu um upgrade na capacidade, onde existem as versões de 1GB, 2GB e 4GB.

 

Rede

Na conectividade de rede, também houve excelentes evoluções. O raspberry Pi 3B tem o suporte para rede até 100 Mbits, bluetooth 4.1 e Wifi 2.4Ghz B/G/N. Para um uso casual, é suficiente, mas dependendo da aplicação, como um streaming via rede local, fica extremamente limitado. Para isso o Raspberry Pi 3B+ trouxe rede Gigabit, mas limitado pela vazão do USB 2.0, na prática trabalha até 300 Mbps, 3x mais que o anterior. Também evoluiu no Bluetooth, agora 4.2 e Wifi também suportando rede 5Ghz no modo AC. Já o Rasp4, enfim, trouxe o suporte completo para rede Full gigabit, além do Bluetooth 5.0.

Há um dissipador no circuito Wifi/Bluetooth das versões 3B+ e 4B, sendo outro diferencial. Outro detalhe interessante do 3B+ e 4 é que há suporte para POE, ou seja, alimentação da board exclusivamente pela rede, minimizando a quantidade de cabos.

 

USB

Comparativo Raspberry - Placas (cima)

Tão importante quanto uma rede rápida é o USB, usado desde os joysticks e teclados até HDs externos que demandam grande vazão. No Rasp 3B original são 4 USBs 2.0, na versão 3B+ foi mantido, enquanto que na versão 4B houve um novo upgrade. São duas USBs 2.0 e duas USBs 3.0, possibilitando o melhor aproveitamento de HDs externos modernos e seu eventual compartilhamento na rede.

 

Áudio e Vídeo

Em áudio as coisas são parecidas nas três versões, um plug de 4 polos estéreo 3.5mm, sendo compatível com dispositivos em geral. O mesmo para CSI e DSI, que segue o mesmo. O que mudará drasticamente é o HDMI. Nas versões 3B e 3B+, temos apenas um HDMI 1.3 de tamanho completo. No Rasp4, são dois Micro-HDMI 2.0, e sim, como vocês esperam, com suporte a reprodução 4K60 usando apenas um, ou 4K30 se usar ambos.

 

Alimentação

Comparativo Raspberry - Caixas (cima)

A alimentação das boards é feita via fonte externa de 5V, parecida com os carregadores de celular, e a corrente necessária varia conforme a quantidade de componentes plugados. Citarei as recomendações oficiais. Rasp 3B usa a conexão MicroUSB e necessita de uma fonte de 5V com 2.1A. A versão 3B+ também necessita de uma fonte 5V, desta vez 2.5A, mas normalmente funciona com menos. Rasp 4 por sua vez, manteve a exigência de 5V, mas com a corrente em 3A devido ao maior poder de processamento, embora é citado no site que uma boa fonte de 2.5A pode ser usada dependendo da quantidade de recursos USB plugados na placa. Importante notar que é o conector modernizou, agora é o USB-C, incompatível com os anteriores Micro USB.

 

MicroSD

Não houve mudanças no que diz respeito ao slot MicroSDHC para o armazenamento.

 

GPIO

O mesmo para o conector GPIO, que segundo a Raspberry, foi mantido a retro compatibilidade total.

 

Testes

Ficou claro que o Raspberry Pi 3B+ trouxe melhorias importantes para o original 3B, mas apenas o Rasp 4B trouxe um redesign mais relevante. Mas e na prática, como isso fica?

 

Comparativo Raspberry - 1 - Linpack

Utilizando os dados oficiais do Raspberry, começando pelos testes sintéticos com Linpack, avaliando a performance do processador em Milhões de instruções por segundo, vemos que entre o Rasp 3B e 3B+ houve uma pequena melhora, graças ao incremento no clock. Mas um aumento significativo foi visto apenas no Rasp 4B com o seu novo processador.

 

Comparativo Raspberry - 2 - Speedometer

Em Speedometer 2.0 avaliando a responsividade do navegador Chromium, mensurando quantas vezes uma determinada aplicação web é completada por minuto. Influenciado pelo processador e memória, algo parecido aconteceu, melhorias significativas do RaspZero e Rasp 2, pouca mudança entre 3B e 3B+ e o 4B sim, um salto muito expressivo.

 

Comparativo Raspberry - 3 - OpenArena

Em OpenArena, avaliaremos a performance gráfica em Quake III, jogo de tiro em primeira pessoa rodando em 720p. Rasp 3B e 3B+ permanecem em empate técnico, afinal a GPU ainda é a mesma, enquanto o Rasp 4B entrega 41 FPS na média.

 

Comparativo Raspberry - 4 - RAMspeed

Em RamSpeed/SMP Tool veremos a vazão entre CPU e RAM em MB/s, usando blocos de 1MB. Houve uma considerável melhoria entre as gerações do Rasp mesmo entre o 3B e 3B+. A versão 4B, por apresentar RAM DDR4 em frequência maior, dispara na frente.

 

Comparativo Raspberry - 5 - Bzip2

Na compressão de arquivos com BZIP2, um teste do mundo real, vemos a mesma escalada de performance. Uma ótima evolução das versões antigas para o 3B, uma boa evolução para o 3B+ e o melhor resultado com o 4B novamente.

 

Comparativo Raspberry - 6 - GIMP

Na edição de imagens de alta resolução com o GIMP, vemos o quanto um CPU melhor e especialmente, mais memória RAM ajudam. RaspZero encontra grandes dificuldades, enquanto as boards de 1GB se dão muito, mas muito melhor. O melhor resultado novamente no Rasp4.

 

Comparativo Raspberry - 7 - USB

Na transferência de arquivos utilizando a USB, onde um SSD SATA adaptado para USB 3.0 foi utilizado, vemos uma das principais mudanças do Rasp 4 para os anteriores. O USB 3.0 é estrondosamente mais rápido que o USB 2.0 das outras versões.

 

Comparativo Raspberry - 8 - Rede

O mesmo se repete na transferência via rede. Rasp 2 e 3B são limitados até 100 Mbits, Rasp 3B+ entrega uma boa melhoria, mas ainda limitado pelo controlador USB 2.0, e apenas o Rasp4 é Full Gigabit e permite excelentes taxas na rede, melhorando muito a performance de NAS ou Streaming local.

 

Comparativo Raspberry - 9 - Wifi

No Wireless houve poucas melhorias quando consideramos a rede 2.4 Ghz, mas as versões 3B+ e 4B também dispõem de rede 5Ghz, possibilitando maior vazão quando usado em um roteador apropriado. Neste caso, um 802.11AC.

 

Comparativo Raspberry - 10 - Consumo

Por fim o teste de consumo. O fabricante sempre recomendará uma fonte superior as necessidades do aparelho, de forma a evitar problemas. Rasp 0 ganha, mas não necessariamente porque é o melhor, mas sim é o mais simples e por isso consome muito pouco. Obviamente, conforme aumenta a performance da board, aumenta o consumo, mas ainda incrivelmente baixo, apenas 7,6W no Rasp4, menos que uma lâmpada.

FLIR

E para finalizar o nosso artigo, as imagens térmicas das boards rodando um vídeo em Full HD no Youtube através do Raspbian e Chromium.

 

Comparativo Raspberry 3B - flir

O Rasp 3B apresenta picos de temperaturas em 91 graus no PCB, no ponto onde consta o CPU e a RAM, um de cada lado da placa. O CPU em si estava em 71 graus. Por isso é tão necessário o uso de dissipadores e até um ventilador interno. Na imagem podemos ver outros pontos menos críticos.

 

Comparativo Raspberry 3B+ - flir

Já no Rasp 3B+, como ele já acompanha um dissipador no CPU, a melhora na temperatura é nítida, cerca de 58 graus. Ainda assim, é sempre recomendado usar dissipadores adicionais, não apenas no CPU, mas na memória também.

 

Comparativo Raspberry 4 - flir

Já o Rasp4, como houve uma evolução drástica na performance, há um aumento nas temperaturas, mas todas ainda bem amenas graças a dissipadores inclusos nesta versão.

 

Fonte: Raspberrypi.org