Raspberry Pi Compute Module 5: Llevando la generación Pi 5 a los equipos integrados

Llevar el rendimiento de Raspberry Pi 5 a los equipos integrados: eso es lo que ofrece el Raspberry Pi Compute Module 5 (en adelante CM5). Condensa el BCM2712 de la generación Raspberry Pi 5 (Cortex-A76 4 núcleos, máx. 2.4GHz) en un SoM de 55x40mm, proporcionando soporte de temperatura industrial y suministro a largo plazo como un conjunto.

Al ser un SoM, no puede hacer nada por sí solo, pero debido a la alta libertad de diseño de la placa portadora, es la opción óptima para la integración en equipos de producción en masa o el despliegue en carcasas personalizadas. Se recomienda comenzar el desarrollo junto con la IO Board oficial.

Incluyendo la variación "Lite" que no tiene eMMC, hay muchos SKUs disponibles con memoria (2-16GB), almacenamiento (0-64GB) y con/sin conexión inalámbrica. El hecho de que se especifique temperatura industrial (-20 a +85°C) y suministro a largo plazo hasta al menos enero de 2036 es un punto positivo al considerar la comercialización.

Especificaciones

■ Raspberry Pi Compute Module 5
CPU	Broadcom BCM2712: Cortex-A76 4 núcleos Máx 2.4GHz
GPU	Compatible con OpenGL ES 3.1 / Vulkan 1.3 (equivalente a VideoCore VII)
NPU	Ninguna (se asume acelerador externo para inferencia de IA)
Memoria	2, 4, 8, 16GB LPDDR4-4267 (ECC)
Almacenamiento	eMMC 0GB (Lite), 16, 32, 64GB (según SKU)
LAN Inalámbrica / BT	2.4/5GHz 802.11 b/g/n/ac + BT 5.0 (con o sin según SKU)
LAN Cableada	Gigabit Ethernet PHY (compatible con IEEE 1588)
Salida de video	Equivalente a HDMI 2.0 2 puertos (máx 4Kp60 2 pantallas simultáneas) *Terminales dependen de la portadora
Cámara / Pantalla	MIPI 4-lane 2 puertos (compartido CSI/DSI)
Expansión	PCIe Gen2 x1 (root complex), máx 30 GPIO (1.8V/3.3V)
Energía	Entrada única de 5V (soporta máx 5A@5V con USB PD) *Suministro depende de la portadora
Temperatura de operación	-20 a +85°C
Tamaño	55x40x4.7mm, orificios de montaje M2.5 en 4 puntos

Es un producto que combina BCM2712 (Cortex-A76 4 núcleos, máx 2.4GHz) + memoria máxima de 16GB + eMMC máximo de 64GB en un SoM industrial de 55x40mm. Dado que adopta el mismo SoC que Raspberry Pi 5, se puede esperar de 2 a 3 veces el rendimiento de CPU en comparación con el CM4 de la generación Cortex-A72. Las E/S incluyen PCIe Gen2 x1 y equivalente a HDMI 2.0 x2, permitiendo diversos despliegues dependiendo del diseño de la portadora. Sin embargo, al ser un SoM, no puede hacer nada tal cual.

Características

SoC / CPU

La CPU está equipada con Broadcom BCM2712 (64bit Arm Cortex-A76 4 núcleos, máx 2.4GHz). Mientras que el Compute Module 4 anterior era Cortex-A72 (BCM2711), la arquitectura se ha renovado una generación. Se dice que Cortex-A76 mejora el IPC (instrucciones por ciclo) en aproximadamente un 35% en comparación con A72, y hay una diferencia de rendimiento que se puede sentir incluso a la misma velocidad de reloj.

Como valor de referencia en Geekbench 6, Raspberry Pi 5 (mismo BCM2712) registra alrededor de 700-750 en single y 1,800-2,000 en multi. CM4 (BCM2711) estaba alrededor de 400-450 en single y 900-1,000 en multi, por lo que es casi el doble de crecimiento con el cambio generacional. Poder usar esta clase de rendimiento de CPU en equipos integrados es una gran ventaja.

Los gráficos son equivalentes a VideoCore VII, compatibles con OpenGL ES 3.1 y Vulkan 1.3. Tiene suficiente rendimiento para señalización digital y usos de GUI ligeros.

Rendimiento de IA / NPU

CM5 no tiene NPU (Unidad de Procesamiento Neuronal). Si desea realizar inferencia de IA en aplicaciones integradas, la configuración será conectar un acelerador externo como Coral Edge TPU o Hailo-8 a través de PCIe.

En comparación con los SoM de la competencia, por ejemplo, los SoM equipados con Rockchip RK3588 (como Radxa CM5) tienen una NPU integrada equivalente a 6 TOPS, lo cual es una ventaja en usos de IA en el borde. Los SoM equipados con NXP i.MX 8M Plus también tienen una NPU de 2.3 TOPS. Si la inferencia de IA es el uso principal, elegir un SoC con NPU integrada suele ser más ventajoso en términos de eficiencia energética y costo.

Por otro lado, la fortaleza de CM5 es que se puede usar el ecosistema de Raspberry Pi (abundante documentación, comunidad, herramientas) tal cual, y que la garantía de suministro a largo plazo está claramente indicada por el fabricante. Para usos donde la inferencia de IA se puede complementar con un acelerador externo, vale la pena elegirlo por la eficiencia de desarrollo y la estabilidad de adquisición.

Memoria y Almacenamiento

La memoria es LPDDR4-4267 (compatible con ECC) de 2, 4, 8, 16GB, y puede cubrir una amplia gama de usos, desde multitarea similar a PC hasta contenedores ligeros. Con el modelo de 16GB, la operación de múltiples contenedores Docker y el uso de caché de compilación de Node.js también son realistas.

El almacenamiento es eMMC con SKUs de 16, 32, 64GB, y también hay una variación Lite (sin eMMC), por lo que también es posible elegir una configuración que asuma arranque externo. Dado que eMMC es más rápido y duradero que microSD, básicamente recomendamos SKUs con eMMC para uso industrial.

Para escribir el sistema operativo en SKUs con eMMC, se proporciona un procedimiento para conectar a una PC host a través de USB mediante la IO Board oficial y flashear a la eMMC usando Raspberry Pi Imager o dd. Lite (sin eMMC) arrancará desde SSD NVMe o almacenamiento externo.

Expansión

PCIe se proporciona como Gen2 x1 (5Gbps) como root complex. Se pueden conectar NVMe y aceleradores de IA, pero el ancho de banda está limitado al límite superior de PCIe 2.0 x1 (efectivo aprox. 400MB/s). Es difícil sacar el máximo rendimiento de NVMe de alta velocidad, pero dado que ofrece una velocidad equivalente a SATA SSD general, es lo suficientemente más rápido que eMMC.

El CM5 en sí no tiene ranura M.2, y es común diseñar la conversión de PCIe a M.2, etc., en el lado de la portadora. La IO Board oficial tiene una ranura M.2 M-key.

Hay hasta 30 GPIO, compatibles con niveles de señal de 1.8V o 3.3V. Dado que la premisa es llevarlos a la portadora a través de conectores placa a placa, la cabecera de 40 pines como en la unidad principal de Raspberry Pi no sale directamente.

Dado que incluye un Gigabit Ethernet PHY compatible con IEEE 1588, también puede manejar usos que involucran medición, control y sincronización de tiempo. Es una especificación bienvenida para usos industriales que requieren sincronización de tiempo de alta precisión mediante PTP (Precision Time Protocol). Sin embargo, la operación real depende de la implementación de la portadora y la configuración del software.

Energía y Diseño Térmico

La alimentación es una entrada única de 5V, y se especifica que soporta un máximo de 5A@5V mediante USB PD. Sin embargo, dado que el suministro de energía de la máquina real depende completamente del diseño de la portadora, verifique las especificaciones de la IO Board o la portadora personalizada para el diseño de energía.

La temperatura de funcionamiento se especifica de -20 a +85°C, lo cual es una especificación fácil de usar como base para la comercialización como grado de temperatura industrial. Sin embargo, hay una nota de que el uso dentro de la carcasa asume ventilación, y se debe tener en cuenta que el diseño de disipación de calor tiende a ser crítico dependiendo de la configuración.

También se vende un disipador para CM5 (accesorio) oficial, y el procedimiento de instalación se describe en los Docs oficiales. Si asume una operación de alta carga, se recomienda considerar medidas de disipación de calor temprano.

Apariencia

El tamaño de la placa es de 55x40x4.7mm, con orificios de montaje M2.5 en 4 puntos. Es el mismo factor de forma que Compute Module 4, pero la compatibilidad eléctrica se posiciona oficialmente como "diseño diferente". Si reutiliza un diseño de portadora, es necesario confirmar la conexión.

Dado que este producto es un SoM, no existe la "cara de puertos" familiar en la serie Raspberry Pi. Los terminales como Ethernet, USB, HDMI, etc., se implementan todos en el lado de la portadora.

Resumen

Compute Module 5 es una opción sólida si desea integrar el BCM2712 de la generación Raspberry Pi 5 en equipos de producción en masa como un SoM. Dado que el fabricante indica claramente el soporte de temperatura industrial (-20 a +85°C) y el suministro a largo plazo hasta al menos enero de 2036, sirve como material persuasivo para los riesgos de adquisición en la comercialización.

Es ideal para entornos donde se desea aprovechar el ecosistema Raspberry Pi (SO, herramientas, comunidad), usos industriales y comerciales que requieren garantía de adquisición a largo plazo, y equipos que pueden diseñar portadoras personalizadas.

Por otro lado, no es adecuado para personas que quieren usarlo tal cual como un SBC (porque no se conecta nada sin diseño de portadora) o configuraciones que requieren múltiples NVMe de alta velocidad (restricción de ancho de banda PCIe Gen2 x1). Además, los usos de IA en el borde donde la NPU integrada es esencial también requieren precaución porque se necesita un acelerador externo.

Debido a que PCIe es Gen2 x1, las configuraciones que alinean una gran cantidad de NVMe o aceleradores tendrán restricciones en el diseño de ancho de banda. La disipación de calor también puede ser un problema si se descuida en la operación dentro de la carcasa, así que considere cuidadosamente el diseño térmico.

Es realista comenzar con el kit de desarrollo (CM5 + IO Board). La IO Board tiene todas las E/S necesarias, por lo que también sirve como referencia para el diseño de la portadora.

Precio

*Los precios son valores de referencia descritos en el resumen oficial. Varían según SKU, configuración y revendedor.

Enlaces relacionados

• Página oficial del producto: Raspberry Pi Compute Module 5
• Docs oficiales (Hardware Compute Module): Compute Module documentation
• Resumen del producto PDF: CM5 Product Brief
• Página del producto IO Board: Raspberry Pi Compute Module 5 IO Board
• Blog oficial (Artículo de anuncio): Compute Module 5 on sale now