Une carte à la crème : le Raspberry Pi 5 vaut-il encore le coup ?

Plus de dix ans après la présentation du Raspberry Pi et plus de quatre ans après le lancement de la quatrième génération, la fondation éponyme présente enfin le Raspberry Pi 5. C’est toujours un minuscule ordinateur compatible GNU/Linux de la taille d’une carte de crédit, toujours vendu pour des usages pédagogiques et industriels, mais souvent acheté comme le parfait support de bidouilles informatiques plus ou moins loufoques. Sauf que cette nouvelle édition plus puissante est aussi plus chère, entre 90 et 120 €, ce n’est plus un achat « coup de tête ». Le Raspberry Pi 5 est-il encore une fantastique petite carte informatisée pour les bricoleurs ?

Un système sur puce… moins intégré

Avec le Raspberry Pi 5, la fondation a fait un mouvement étonnant : le système sur puce est moins intégré. Le Raspberry Pi 4 utilisait une puce Broadcom BCM2711, qui contenait un GPU VideoCore VI, quatre cœurs Cortex A72 de chez ARM (à 1,5 puis 1,8 GHz) et une bonne partie des fonctions annexes d’un ordinateur (USB, interface microSD…).

La nouvelle génération utilise toujours une puce Broadcom, partenaire de la fondation Raspberry Pi depuis 2012, la BCM2712 qui contient quatre cœurs Cortex A76 à 2,4 GHz. La puce est gravée en 16 nm, un processus un peu daté, mais économique, et elle intègre cette fois les instructions cryptographiques. On passe d’une architecture rapide de 2016 à sa version de 2018, vue dans les smartphones Android de 2019. Le Cortex A76 est significativement plus performant que l’A72, et la fréquence en hausse de 33 % amène aussi un gain important.

Ces deux points, couplés à de la mémoire plus rapide, conduisent à une évolution majeure : dans certains cas, la carte est deux fois plus rapide que le Raspberry Pi 4. L’intégration des instructions cryptographiques est un autre avantage évident : elles font partie du jeu d’instructions ARMv8, mais n’étaient pas présentes dans les anciennes puces (elles sont optionnelles). Mais si vous utilisez un Raspberry Pi pour des tâches qui nécessitent du chiffrement, elles permettent des gains (très) importants, par exemple pour ceux qui hébergent des données pour un site Internet.

Le GPU, lui, est toujours un VideCore de chez Broadcom, mais en version VII. Il est plus rapide (800 MHz contre 500 MHz), même s’il n’intègre pas des raffinements modernes comme le ray tracing. La fondation a aussi enlevé des éléments : la carte décode matériellement le HEVC (H.265)… et c’est tout. Malgré tout, le VideoCore VII est une puce solide avec une compatibilité assez large sur les API (OpenGL ES et Vulkan). Nous ne nous attarderons pas sur les performances graphiques : le Raspberry Pi 5 n’est pas une machine de joueurs, et même pour les émulateurs, le GPU est amplement suffisant.

Par contre, point intéressant, les entrées/sorties s’échappent du système sur puce principal et se retrouvent maintenant dans un composant séparé, conçu en interne, le RP1. Il gère les caméras, le PCI-Express, l’USB — plus rapide —, l’Ethernet… Ce choix de revenir à une structure plus proche des PC des années 2000, avec un « CPU » (qui fait aussi office de GPU) et un chipset permet à la fondation d’adapter au mieux la carte à ses besoins.

Question mémoire, la nouvelle carte ne propose que deux variantes au lancement : 4 Go (89,95 €) et 8 Go (119,95 € en pratique). Dans les deux cas, il s’agit de LPDDR4X à 4 267 MHz (en équivalent SDRAM), ce qui amène un gain important face à la LPDDR4 à 3 200 MHz des Raspberry Pi 4. Différents indices dans la partie logicielle montrent que des cartes dotées de 1 et 2 Go de RAM (comme pour les Raspberry Pi 4) sont prévues et qu’une version 16 Go n’est pas à exclure. Il est à noter qu’il est toujours étonnant de voir une carte vendue sous les 100 € avec autant de RAM qu’un Mac qui dépasse les 1 000 €, mais Jason Statham Eben Upton n’indique pas que les 8 Go sont l’équivalent de 16 Go dans un PC.

C’est aussi l’occasion de vous parler de benchmarks : nous aurions pu vous assommer avec de nombreux tests, mais d’autres le font mieux que nous. Disons qu’il faut retenir que la carte est vraiment plus rapide que la variante précédente… mais ce n’est pas nécessairement utile. Dans les tâches qui font appel au CPU, la version 5 est entre deux et trois fois plus rapide que le Raspberry Pi 4 et la carte peut même être plus de trente fois plus rapide quand les instructions cryptographiques sont employées.

PCI-Express et Ethernet

La prise en charge du PCI-Express est une grosse nouveauté : c’est la première carte de la famille B qui propose cette norme. Il était déjà envisageable de connecter des cartes d’extension ou des SSD sur certains Raspberry Pi 4, mais uniquement sur le modèle « Compute » et après l’ajout d’un berceau. Avec le Raspberry Pi 5, il est (presque) possible de relier facilement un SSD NVMe ou une carte d’extension. Pourquoi « presque » ? Parce que la carte n’offre qu’un connecteur propriétaire actuellement et que la fondation n’a pas encore sorti son HAT. Ceci dit, certains constructeurs d’accessoires tiers proposent leurs propres HAT, pour les personnes aventureuses.

Dans la pratique, la carte peut donc exposer une ligne PCI-Express 2.0, ce qui permet un débit d’environ 500 Mo/s. L’usage le plus évident est l’ajout d’un SSD NVMe en format M.2 : ils sont facilement accessibles, pris en charge nativement et peu onéreux. Les premières cartes d’extension n’ont qu’une limite pour le moment : la taille physique. En effet, seuls les SSD M. 2 2230 (30 mm de long) et 2242 (42 mm) sont acceptés pour des raisons fonctionnelles. Heureusement (en partie grâce au Steam Deck de Valve), ils sont assez simples à dénicher en ligne.

D’un point de vue technique, la carte prend en charge le PCI-Express 3.0 (qui permet environ 1 Go/s), mais la norme est désactivée par défaut pour deux motifs. Premièrement, elle consomme plus d’énergie que la version 2.0, qui peut suffire pour une bonne partie des usages. Et deuxièmement, le PCI-Express dans ses évolutions modernes est assez sensible aux perturbations : une connexion PCIe 3.0 avec une nappe non blindée peut amener des erreurs¹. Les différents essais effectués par des bidouilleurs avec des prototypes du HAT officiel ou les modèles sortis chez les constructeurs tiers montrent qu’il est possible de forcer le PCI-Express 3.0, mais que certains SSD réagissent moins bien que d’autres dans ce cas.

Enfin, il est possible en théorie de brancher des cartes d’extension, que ce soit des cartes Ethernet — pour atteindre environ 6 Gb/s avec une carte 10 Gb/s — ou même des cartes graphiques. Jeff Geerling, très connu dans le monde du Raspberry Pi, a notamment testé des GPU sur le Raspberry Pi 5 avec succès. Mais si ce point peut faire rêver certains, il est temps de doucher leurs ardeurs. En effet, premier souci, la bande passante reste faible : vous aurez dans le meilleur des cas à peu près 1 Go/s quand un connecteur 16x moderne monte à 32 Go/s. C’est quatre fois moins qu’avec un eGPU en Thunderbolt 3, une solution qui réduit déjà les performances de façon visible par rapport à une carte interne.

Ensuite, le système d’exploitation ne prend pas en charge les puces récentes et les seules cartes « modernes » compatibles sont les AMD Polaris, vues dans les Mac dès 2016 (comme l’AMD Radeon RX 480). Le problème est lié en partie à l’absence de pilotes libres chez les grands constructeurs, ainsi qu’à l’omission de la compatibilité ARM64. Enfin, alimenter une carte graphique n’est pas une sinécure : il faut prévoir une solution pour le connecteur PCI-Express lui-même (qui doit fournit jusqu’à 75 W) et aussi une source pour un éventuel GPU, via une alimentation ATX.

Pour l’Ethernet, on reste sur une prise à 1 Gb/s (amplement suffisante pour tous les usages, et il est envisageable d’employer un adaptateur USB vers Ethernet 2,5 Gb/s au pire). Comme avec le Raspberry Pi 4, il est possible d’atteindre le maximum pratique de l’interface (936 Mb/s, ce qui n’est pas le cas sur les Raspberry Pi 3) et le PoE (Power over Ethernet) est de la partie. Petite nouveauté qui n’est pas encore accessible, la carte prend en charge la norme 802.3at Type 2, ou « PoE+ ».

La principale différence avec la version précédente vient de la puissance fournie, qui augmente de 12,95 W à 25,5 W, de quoi alimenter le Raspberry Pi 5 sans encombre. Le HAT officiel n’est pas disponible, mais a déjà été présenté en vidéo par la fondation. Attention, le PoE+ nécessite évidemment un switch PoE adapté pour apporter assez d’énergie, et même si la carte devrait fonctionner avec du PoE classique, vous aurez probablement dans ce cas une limitation sur l’intensité fournie aux ports USB.

Les nouveautés appréciables

Nous avons assez parlé du système sur puce, il faut évoquer les petites nouveautés pratiques. Premièrement, le lecteur de cartes microSD est plus rapide, et il profite enfin de la norme UHS. Cette évolution du protocole n’est pas neuve, mais elle arrive dans les cartes et permet un débit à peu près doublé (de 50 Mo/s à 104 Mo/s). Bien évidemment, vous aurez besoin d’une carte microSD adaptée, mais ce protocole est la norme depuis plusieurs années. Autre nouveauté liée au système sur puce, l’USB 3.0 est plus efficace : les deux prises ne se partagent plus la bande passante à travers un hub interne, mais disposent chacune de 5 Gb/s. Dans les faits, le contrôleur est un peu plus lent que ceux d’Intel, mais le débit maximal reste appréciable : 421 Mo/s dans nos essais².

Dans les nouveautés pratiques, il faut bien évidemment parler de la puce RTC (pour real time clock). Généralisée dans les ordinateurs depuis les années 1980, elle permet de gérer plus facilement les soucis liés aux temps. La fondation a donc ajouté le contrôleur, mais ne livre pas le nécessaire pour totalement en profiter : la batterie est optionnelle (comptez 6 €). Pour rappel, la puce RTC va garder une base temporelle constante et évite de perdre les paramètres si vous éteignez la carte. Dans les itérations précédentes, l’absence de RTC imposait de se synchroniser sur internet à chaque démarrage ou de fixer l’heure manuellement si la carte n’était pas reliée au monde extérieur.

Autre point intéressant, la présence d’un minuscule bouton pour la mise en route de la carte. Il permet en effet la mise en veille ou l’arrêt, mais aussi l’allumage… comme sur n’importe quel ordinateur depuis très longtemps. Là encore, c’est une avancée : sur les versions précédentes, le seul moyen d’allumer une carte était de débrancher et rebrancher l’alimentation. Deux trous laissés vides sur le Raspberry Pi 5 offrent par ailleurs la possibilité de relier votre propre bouton, celui d’origine étant assez petit.

Les nouveautés plus étonnantes

Le premier changement inattendu vient du système sur puce : il ne prend en charge ni le décodage ni l’encodage vidéo H.264. Historiquement, c’est un des avantages des Raspberry Pi : la décompression vidéo matérielle a permis à de nombreuses personnes de les employer comme media center. Avec la cinquième itération de la carte, seul le décodage du codec H.265 (HEVC) est pris en charge matériellement, et le reste passe par un décodage (ou un encodage) logiciel.

Ce choix étonnant est probablement lié à une réduction des couts (les blocs prennent de la place dans le système sur puce) et sur le papier, les quatre cœurs peuvent décoder de la vidéo en H.264 sans soucis³. Dans la pratique, c’est moins glorieux : avec Raspberry Pi OS, le simple visionnage d’une vidéo en 1080p60 sur YouTube montre les limites de l’exercice, avec des saccades et des images perdues (les vidéos à 24 ou 30 images/s sont fluides) et parfois des nuisances sonores. En effet, le décodage charge le processeur, ce qui peut déclencher l’éventuel ventilateur. Le souci est le même pour l’encodage : certains traitements vidéo sont moins efficaces en se reposant sur le CPU.

Autre petit changement, l’analogique disparait presque. Premièrement, la carte ne propose plus de sortie audio en jack 3,5 mm, et il faudra donc passer par le numérique (en HDMI) ou l’USB. Ce n’est pas réellement un problème compte tenu de la qualité perfectible des sorties des cartes précédentes, mais les amateurs d’audio devront ajouter (un peu) de matériel. La sortie vidéo composite, elle, ne disparait pas entièrement : elle passe de la prise jack (dans le Raspberry Pi 4) à deux headers, c’est-à-dire des trous dans lesquelles il est possible de souder le nécessaire pour obtenir le signal.

Un autre changement intervient sur l’agencement des prises : l’Ethernet passe de la droite de la carte (sur le Raspberry Pi 4) à la gauche, ce qui est le standard de facto depuis les premières versions. Cette modification empêche surtout la réutilisation des boitiers prévus pour les cartes de la génération précédente, sans avantages particuliers.

Dernier bouleversement, la façon de connecter une caméra a été repensée. Les Raspberry Pi 4 disposaient d’un connecteur CSI pour une caméra externe et d’un connecteur DSI pour un moniteur, le Raspberry Pi 5 offre deux connecteurs MIPI. Cette nouveauté est un peu plus pratique : vous pouvez relier deux caméras, deux moniteurs ou un moniteur et une caméra, ce qui simplifie les montages. La principale différence, outre une bande passante doublée, vient du câble : il s’agit de la version miniaturisée déjà vue sur les cartes de la famille Zero. Une simple nappe suffit donc pour réutiliser les accessoires disponibles.

Ce qui ne change pas

La partie Bluetooth et la partie Wi-Fi ne bougent pas, et c’est un peu dommage. Nous sommes toujours devant du Bluetooth 5.0 (une norme récente) et du Wi-Fi 11 ac (Wi-Fi 5) sur une seule antenne, ce qui est franchement léger en 2023. Les débits pratiques restent donc assez faibles (nous avons mesuré 203 Mb/s), même si ce n’est pas nécessairement un problème pour tous les usages. Si vous comptez employer la carte pour des capteurs domotiques, par exemple, ça ne devrait pas vous gêner.

L’autre point qui ne change pas, et c’est tout aussi dommage, vient de la présence de deux prises micro-HDMI. L’idée de base est bonne : permettre de brancher deux écrans sur la carte. Mais dans les faits, le micro HDMI nécessite généralement l’achat d’un adaptateur ou d’un câble dédié et le connecteur est peu pratique. Nous aurions préféré une prise pleine taille couplée à une prise micro-HDMI pour les rares personnes qui veulent relier un second moniteur ou — pourquoi pas — une prise en charge de la vidéo en USB-C.

USB-C, par ailleurs, qui n’évolue pas : il peut toujours servir à l’alimentation de la carte (en 5 V), mais aussi au transfert de données en USB 2.0. Vous pouvez donc techniquement approvisionner le Raspberry Pi 5 à travers un hub USB-C tout en ayant accès à ses fonctions, mais au ralenti. Notons tout de même qu’il est possible de connecter deux écrans 4K à 60 Hz simultanément, alors que la version précédente se limitait au 4K30 avec deux moniteurs.

Un prix en légère hausse

Le problème du prix est un peu compliqué. D’un point de vue pratique, la carte est (un peu) plus onéreuse que le Raspberry Pi 4 à configuration identique : 60 $ contre 55 $ pour la version avec 4 Go de RAM, 80 contre 75 $ en version 8 Go. Mais ce sont des prix hors taxes en dollars, qui prennent 20 à 30 % après le change et les taxes, et le Raspberry Pi 5 est tout aussi difficile à trouver que son prédécesseur.

Les stocks sont souvent vides et les rares cartes en ventes ont été récupérées par des scalpers qui tentent de faire une belle plus-value. Qui plus est, le Raspberry Pi n’existe qu’en deux variantes et il n’y a donc pas de modèles d’entrée de gamme avec 1 ou 2 Go de RAM actuellement, qui pourraient permettre de descendre le prix vers 40 $. Nous voilà arrivés à la fin de la première partie de ce test, nous a permis de vous présenter la carte et toutes ses nouveautés. Dans la suite, nous nous intéresserons au problème de la consommation et à la finition du logiciel.