Raspberry Pi 4 Model B to rewolucyjny minikomputer, który znacząco podnosi poprzeczkę w świecie robotyki, elektroniki i IoT dzięki potężnemu procesorowi Broadcom BCM2711 z 4 rdzeniami ARM Cortex‑A72 o taktowaniu 1,5 GHz (w niektórych wersjach do 1,8 GHz) oraz opcjom pamięci RAM od 1 GB do nawet 8 GB LPDDR4.
W porównaniu z Raspberry Pi 3B+ oferuje dwukrotnie wyższą wydajność CPU, obsługę multimediów 4K, dwuzakresowe Wi‑Fi i Gigabit Ethernet, co czyni go idealnym do zaawansowanych projektów robotycznych.
Ewolucja specyfikacji – od Pi 3 do Pi 4
Raspberry Pi 4 wprowadził kluczowe zmiany w architekturze, przechodząc z 40 nm SoC BCM2837B0 (Cortex‑A53 @1,4 GHz) w modelu 3B+ na nowoczesny 28 nm Broadcom BCM2711 z 64‑bitowymi rdzeniami ARM Cortex‑A72 @1,5 GHz (lub 1,8 GHz w nowszych rewizjach). Ta zmiana zapewnia ok. 2–3 razy wyższą moc obliczeniową w zadaniach wielowątkowych, co ma kluczowe znaczenie w robotyce przy przetwarzaniu danych z czujników w czasie rzeczywistym.
Porównanie kluczowych cech z poprzednikami
Poniższa tabela zestawia najważniejsze różnice między Raspberry Pi 3B+ a Raspberry Pi 4 Model B:
| Cecha | Raspberry Pi 3B+ | Raspberry Pi 4 Model B |
|---|---|---|
| SoC | Broadcom BCM2837B0 (40 nm) | Broadcom BCM2711 (28 nm) |
| CPU | 4x Cortex‑A53 @1,4 GHz | 4x Cortex‑A72 @1,5–1,8 GHz |
| RAM | 1 GB LPDDR2 | 1/2/4/8 GB LPDDR4 |
| GPU | VideoCore IV | VideoCore VI |
| Ethernet | 300 Mb/s | 1 Gb/s |
| Wi‑Fi | pojedyncze pasmo (2,4 GHz) | dwuzakresowe (2,4/5 GHz) |
Cortex‑A72 oferuje wyraźnie wyższe IPC (liczbę instrukcji na cykl) niż A53 – o ok. 50–100% – co przekłada się na płynniejsze sterowanie napędami oraz szybszą analizę obrazu w robotach.
Pamięć RAM w wariantach 1 GB, 2 GB, 4 GB i 8 GB umożliwia szeroką wielozadaniowość – od prostych skryptów Pythona, po pełny pulpit Raspberry Pi OS. Nowsze rewizje, np. 1.5, optymalizują układ pamięci i USB, zwiększając stabilność.
Szczegółowa specyfikacja sprzętowa
Procesor i grafika – sercem Pi 4 jest Broadcom BCM2711, czterordzeniowy, 64‑bitowy ARMv8 Cortex‑A72 @1,5 GHz (do 1,8 GHz), zintegrowany z GPU VideoCore VI. Układ wspiera dekodowanie H.265 4K@60 fps, dekodowanie H.264 1080p@60 fps, kodowanie H.264 1080p@30 fps oraz OpenGL ES 3.0. W robotyce umożliwia to przetwarzanie obrazu (wizję maszynową) z kamer MIPI CSI, np. detekcję obiektów w OpenCV.
Łączność:
- dwuzakresowe Wi‑Fi 802.11 b/g/n/ac (2,4/5 GHz) i Bluetooth 5.0 BLE – idealne do zdalnego sterowania robotami (np. przez MQTT),
- gigabitowy Ethernet z PoE (przez HAT) – stabilne, przewodowe połączenie w środowiskach przemysłowych,
- dwa porty USB 3.0 i dwa porty USB 2.0 – szybki transfer danych z dyskami SSD oraz czujnikami USB.
Interfejsy dla robotyki:
- 40‑pinowe GPIO z UART, SPI i I2C – standard do podłączania silników, enkoderów i IMU,
- dwa złącza MIPI CSI/DSI – dla kamer i wyświetlaczy (np. Pi Camera v2 do autonomicznych robotów),
- gniazdo microSD dla systemu i danych oraz zasilanie USB‑C 5 V/3 A lub PoE.
Wymiary płytki to 85 × 56 × 17 mm, a korzystny stosunek ceny do możliwości czyni ją wszechstronną bazą do projektów DIY.
Wydajność w praktyce – benchmarki i testy
Pi 4 wyraźnie wyprzedza poprzedników. W testach wielowątkowych (np. Sysbench) osiąga 2–3× wyższe wyniki niż Pi 3 dzięki Cortex‑A72 i szybszej pamięci LPDDR4. VideoCore VI bez zacięć obsługuje wideo 4K, co w robotyce pomaga w AR/VR lub symulacjach w Gazebo/ROS 2.
Najważniejsze różnice wydajnościowe wyglądają tak:
- Wydajność CPU (1 wątek) – ok. 1,5–2× szybciej niż w Pi 3 (testy pokroju Cinebench);
- GPU – OpenGL ES 3.0 umożliwia bardziej zaawansowane shadery w grach i wizji 3D;
- Sieć – Gigabit Ethernet osiąga transfery powyżej 900 Mb/s, co jest kluczowe dla streamingu wideo z dronów.
Wersje z 8 GB RAM świetnie sprawdzają się w uczeniu maszynowym – TensorFlow Lite na Pi 4 przetwarza modele YOLO zauważalnie szybciej niż na Pi 3. Rewizja 1.5 poprawia stabilność termiczną i USB. Produkcja ma trwać do 2026 r., co zwiększa pewność dostępności platformy w długich projektach.
Zastosowania w robotyce i elektronice
Robotyka – Pi 4 napędza rovery z ROS 2: GPIO steruje serwami (np. przez PCA9685), interfejs CSI dostarcza obraz do OpenCV, a taktowanie do 1,8 GHz ułatwia realizację SLAM (np. Cartographer). W robotyce roju wielordzeniowość ułatwia koordynację wielu jednostek przez Wi‑Fi.
IoT i automatyka – PoE + Ethernet do kamer IP lub stacji pogodowych z czujnikami BME680 na I2C.
Elektronika hobbystyczna – emulacja konsol retro (RetroPie), serwer Plex 4K czy klastry Kubernetes do przetwarzania brzegowego.
Przykłady projektów, w których Pi 4 błyszczy:
- autonomiczny dron z PX4 i kamerą Pi,
- robotyczne ramię z kinematyką odwrotną w Pythonie,
- hub inteligentnego domu z Home Assistant na 8 GB RAM.
Jak ujęto to w recenzjach:
Pi 4 to „powiew świeżości” – komfort pracy jak na desktopie, bez ograniczania taktowania przy aktywnym chłodzeniu.
Ograniczenia i wskazówki
Mimo licznych usprawnień warto pamiętać o kilku ograniczeniach i dobrych praktykach:
- wspólne pasmo dla kontrolera USB 3.0 i Ethernetu może ograniczać maksymalny transfer przy jednoczesnym, intensywnym ruchu,
- przy wysokim obciążeniu bez radiatora/gotowego chłodzenia może wystąpić throttling – zalecane jest aktywne chłodzenie,
- wymagany jest dedykowany zasilacz 5 V/3 A dla stabilnej pracy,
- dla maksymalnej wydajności można rozważyć podkręcanie do ~2 GHz, ale tylko z odpowiednim chłodzeniem i świadomością ryzyka.