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.