树莓派CM5 评测：相同的外观，更强的性能

摘要：从45美元(42.70英镑)的2GB内存、无Wi-Fi和板载eMMC存储的型号，到95美元(90英镑)的8GB内存、64GB eMMC和Wi-Fi的型号。

如果你需要树莓派5的性能，但希望有更紧凑的外形，那么CM5就是为你准备的。否则，直接选择树莓派5即可。

不知不觉，距离树莓派CM4的突然发布已经过去四年了。在疫情最严重、各种短缺普遍存在的时期，CM4为树莓派计算模块系列带来了全新的外形和功能。

就在上周，CM5终于来了！

树莓派CM5有多种型号可选。

从45美元(42.70英镑)的2GB内存、无Wi-Fi和板载eMMC存储的型号，到95美元(90英镑)的8GB内存、64GB eMMC和Wi-Fi的型号。

这一期，我们评测的是130美元的树莓派CM5开发套件，包含：

树莓派CM5本体(4GB RAM、32GB eMMC、Wi-Fi)树莓派CM5 IO板树莓派CM5 IO外壳树莓派CM5散热器树莓派天线套件树莓派27W USB Type-C PD电源2根树莓派HDMI线缆树莓派USB-A转USB-C线

这个套件几乎包含了我们开始开发基于树莓派CM5的项目和产品所需的一切。

细心的读者可能已经注意到，树莓派的CEO兼联合创始人Eben Upton表示，"16GB SDRAM型号预计将于2025年推出。"截止这篇文章之前，我们没有获得更多信息，但16GB内存的树莓派CM5想想还是挺令人兴奋的。

树莓派CM5是否适合你的下一个项目？还是应该继续使用计算模块4？让我们一探究竟!

树莓派CM5参数SoC：BCM2712，四核Arm Cortex-A76 64位CPU，主频2.4 GHzGPU：VideoCore VII，支持OpenGL ES 3.1和Vulkan 1.2，频率800 MHz显示：通过IO板支持2个4K 60Hz HDMI输出(支持HDR)RAM：2GB、4GB或8GB LPDDR4X-4267 SDRAM存储：0GB(Lite版)或16GB、32GB、64GB eMMC；支持microSD卡(SDR104兼容)；通过M.2 HAT支持M.2 NVMe SSDGPIO：通过IO板提供40针树莓派HAT兼容接口USB：1个USB 2.0，2个USB 3.0(同时5Gbps)连接器：全部通过IO板提供，包括2个4通道MIPI摄像头/显示接口，M.2 PCIe Gen 2.0 x1接口网络：通过IO板提供Wi-Fi/蓝牙：2.4GHz/5GHz IEEE 802.11 b/g/n/ac无线，蓝牙5.0/BLE电源按钮：通过IO板提供供电：USB-C 5V 5A；GPIO 5V尺寸：55mm × 40mm × 4.7mm

眼尖的朋友们可能已经注意到，CM5和4的外形和接口是一样的。早期的计算模块用的是笔记本内存条（DDR2-SODIMM）那样的接口，但从4开始，换成了一种新的专用接口，这样和扩展板连接起来更方便了。

计算模块其实就是把树莓派的所有接口都藏起来了，只留一个大接口。这样做的好处是什么呢？比如说，如果你做的产品不需要网线接口，那就可以不用它；需要什么接口就用什么接口，非常灵活。正因为这么方便，计算模块被用在了各种产品里，从电视机到相机，从家庭影院到电动车充电桩，应用非常广泛。

CM5有好几种型号可选，有带内置存储的，也有不带的；有带无线网络和蓝牙的，也有不带的。为什么要这么多种呢？因为有些工业应用可能不需要无线功能，甚至可能会影响其他设备。有些用户可能更喜欢用SD卡来装系统，所以就有了不带内置存储的版本。不过要注意，带内置存储的版本是不能用SD卡的，这点和4是一样的。

既然5和4的接口一样，那5能不能用4的配件呢？我试了几个：

Waveshare的CM4-NANO-B板：完全没问题，各种功能都能用。Sourcekit的PiTray Mini：不行，完全没反应。Cytron的CM4 Maker Board：可以用，而且能配合大容量固态硬盘，挺不错的。

总的来说，CM5基本上能用4的配件，但也不是百分百兼容。如果你想买4的配件来配5用，最好先确认一下是否支持，以免白花钱。

树莓派CM5的各种型号

CM5和4一样，有各种内存、存储和无线选项的型号，价格从45美元的2GB内存无eMMC和Wi-Fi型号，到95美元的8GB内存、64GB eMMC和无线功能型号不等。

RAMeMMCMSRP (excluding sales tax)2GB0GB (Lite)$452GB16GB$502GB32GB$552GB64GB$604GB0GB (Lite)$554GB16GB$604GB32GB$654GB64GB$708GB0GB (Lite)$758GB16GB$808GB32GB$858GB64GB$90

RAMeMMCMSRP (excluding sales tax)2GB0GB (Lite)$502GB16GB$552GB32GB$602GB64GB$654GB0GB (Lite)$604GB16GB$654GB32GB$704GB64GB$758GB0GB (Lite)$808GB16GB$858GB32GB$908GB64GB$95

可以给CM5超频吗

有小伙伴提问，我们可以给CM5超频吗？

当然可以！

要知道，它本质上就是一个小型的树莓派5。具体来说，CM5使用的是和树莓派5 2GB版本相同的D0芯片。不过，BCM2712芯片中很多未使用的部分，也就是所谓的"暗硅"，都被移除了。据Jeff Geerling说，这种成本优化版本使芯片面积减少了33%。D0芯片不再内置以太网MAC，这部分功能现在由RP1"南桥"芯片负责。这也意味着D0芯片耗电更少，但这会影响超频吗？

其实影响不大，不过超频通常需要运气和耐心。我试着成功把CM5超频到了3GHz，但需要稍微提高一点电压，这不建议新手轻易尝试。在3GHz CPU和1GHz GPU的情况下，CM5运行稳定，但产生了很多热量。

有意思的是，随机附送的5美元被动散热器比风扇冷却效果更好。为什么呢？因为用风扇冷却时，没有散热器来吸走芯片（SoC）的热量。虽然芯片有一个散热盖（IHS），但这还不足以冷却整个芯片。那我们能不能同时用风扇和散热器呢？不行，因为风扇厚了2毫米。最好的办法是用一个比现在这个更矮的散热器。

我测试了树莓派CM5在两种散热配置下的性能：一种是安装被动散热器，另一种是使用主动风扇冷却。这两种方式不能同时使用，因为风扇会碰到散热器。我试着把风扇的螺丝拆掉，想留出2毫米的空间，但风扇外壳还是会碰到散热器。

我在每种散热配置下都测试了CM5在标准2.4GHz和超频到3GHz的情况。让我们来看看具体数据。

使用被动散热时，标准速度（未超频）的CM5空闲温度是38.9摄氏度，功耗2.65瓦。压力测试5分钟后，温度升到63.7摄氏度，功耗增加到6.66瓦。CPU温度远低于80摄氏度的降频点。

超频到3GHz后，空闲温度是50.5摄氏度，功耗仍然是2.65瓦。压力测试时，CPU温度飙升到85.1摄氏度，确实触发了降频！为了降温，CPU会自动降低速度，试图把温度降到降频点以下。

使用主动风扇冷却时，风扇离芯片散热盖大约10毫米。标准速度下，CM5的空闲温度是51.6摄氏度，功耗还是2.65瓦。压力测试时，芯片温度达到82.3摄氏度，再次触发了降频。功耗是8瓦。

超频到3GHz后，CPU空闲温度是52.1摄氏度，功耗2.8瓦。压力测试时，CPU温度飙升到87.3摄氏度（这是我们测试中的最高温度），功耗达到10.99瓦。

在标准速度（未超频）下，CM5用被动散热就能正常运行，但如果你要用它设计产品，一定要考虑散热问题！主动风扇冷却的效果让我有点失望。风扇很安静，CPU温度超过60摄氏度时才会启动，但因为风扇离芯片太远，加上散热器兼容性的问题，芯片温度上升得太快。要获得最佳散热效果，我们真的需要一个低矮的散热器和主动冷却的组合。

简单来说，CM5的eMMC性能接近PCIe Gen 2 NVMe固态硬盘的速度。这比最好的micro SD卡快得多，但仍然只有PCIe Gen 3速度的一半。我测试了eMMC和NVMe固态硬盘的启动时间和带宽，然后将结果与树莓派5 4GB版本进行了比较（我在测试中解释了原因）。

设备启动时间（秒）读取速度（MB/s）写入速度（MB/s）树莓派CM5 eMMC17.59343106.3树莓派CM5 NVMe（Gen 3）17.39768703树莓派5 4GB A2 micro SD卡20.8493.530.8

启动时间很快！基准测试使用的是树莓派5的32GB A4 micro SD卡，运行最新的树莓派操作系统。为什么用树莓派5？因为带eMMC的树莓派CM5，和之前的4一样，不能从 micro SD卡启动（CM5IO电路板上的丝印甚至在 micro SD卡槽上方标明了这一点）。

没有eMMC的型号可以从 micro SD卡启动，但我们没有这种型号来测试。我向树莓派首席技术官Gordon Hollingworth确认了带eMMC的CM5不能从 micro SD卡启动。所以树莓派5是最好的替代选择。好了，说完这些，我们来谈谈启动时间。

micro SD卡的启动时间是20.84秒，还不错，说明新的A2 micro SD卡是个不错的选择。eMMC和NVMe的启动时间惊人地相似——eMMC用了17.59秒，NVMe（Gen 3）用了17.39秒。

我用dd命令将32GB eMMC的内容读取到/dev/null，看看读取速度有多快。结果达到了不错的343 MB/s。我对运行在PCIe Gen 3上的树莓派品牌256GB NVMe固态硬盘做了同样的测试，速度达到了768 MB/s。如果你追求极致性能，那么NVMe固态硬盘是最佳选择。但如果你打算用CM5设计产品，那么eMMC的读取速度已经足够快了。

那eMMC和NVMe的写入速度如何呢？我用树莓派诊断工具测试了顺序写入速度作为基准。eMMC的写入速度是106.3MB/s，不错，但PCIe Gen 3 NVMe固态硬盘的703 MB/s完全甩开它一大截。

这些速度与树莓派品牌的A2 micro SD卡相比如何？我们测试的树莓派品牌32GB A2 micro SD卡读取速度为93.5 MB/s，顺序写入速度仅为30.8 MB/s。考虑到成本和使用便利性，这已经很不错了，但只有在你的CM5没有eMMC时才有用。

经过所有这些测试，看来eMMC在性能和形态因素之间取得了最佳平衡。有了eMMC，我们可以在CM5的小巧外形中拥有一个速度快的存储设备。对于我们这些基于CM5设计产品的人来说，这是最好的选择。如果需要更快的存储，那么树莓派最近在PCIe存储方面的尝试现在正在结出硕果，我们可能拥有了一台功能强大的ARM桌面电脑，而且还有了新的外形。

每个计算模块都有一块开发板，通常被称为IO板。我从一开始就收集了一堆，现在又多了一个20美元的树莓派CM5 IO板。IO板是你在创建自定义PCB之前，用来设计和测试基于计算模块的产品的地方。

IO板提供你构建项目所需的一切。板上有双摄像头/显示器接口（机箱上有开口可以连接到外部），完整的40针GPIO，用于手动启用/禁用功能的接头（摄像头、eMMC、USB OTG和EEPROM），还有CM5的安装位置。有意思的是，CM5的IO板有一个M.2 NVMe接口，可以用于SSD和其他基于PCIe的附加设备，比如树莓派AI套件中使用的Hailo-8L AI加速器。还有一个散热风扇的连接器，它与官方主动散热器的针脚兼容，但没有地方安装散热器。相反，风扇连接在机箱顶部。

IO板正面有两个全尺寸HDMI端口、千兆以太网、两个USB 3.0端口、USB Type-C电源接口和一个micro SD卡槽（用于非eMMC的CM5）。背面有前面提到的双摄像头/显示器连接器和一个电源按钮。你还可以将自己的电源按钮连接到J2接头上，这对于引出连接很有用。

这个IO板与之前的有些不同，因为它可以装入一个可选的15美元金属外壳。它看起来像个工控盒，但这是计算模块第一次有了自己的外壳，而且看起来很不错。好吧，我可能不会把它放在我客厅的显眼位置，但对于办公室/工作室/工业领域来说，它看起来很"专业"。我们可以将随附的Wi-Fi/蓝牙天线安装在机箱上，并使用主动散热风扇（虽然它悬挂在离SoC很远的地方）。

树莓派的GPIO（通用输入输出）引脚是我们与电子元件交互并构建项目的地方。在过去十年里，我使用树莓派的GPIO引脚和Python完成了许多项目。随着树莓派5和它的RP1芯片的发布，我们与GPIO交互的方式发生了变化，短期来看可能不太好，但长远来看希望会更好。我们不再直接在内存中"位操作"GPIO，而是有了一个正式的接口来使用GPIO。但这给一些依赖旧交互方式的库（如RPi.GPIO）带来了问题。

RPi.GPIO有多重要？非常重要！它是许多Python模块的基础，最好的树莓派扩展板（HAT）都依赖它。这给Python软件维护者带来了大量工作，而他们还面临着另一个障碍。

Python指南PEP668现在要求我们使用虚拟环境来管理Python代码，以避免干扰底层操作系统的Python安装。这是一个好习惯，我个人现在也采用了。但RP1和PEP668的组合给Python软件维护者带来了麻烦，他们在树莓派5上运行代码时仍然面临问题。

说了这么多，其实就是想说，你的使用体验可能会有所不同。对于基本的GPIO任务，没问题。点灯、蜂鸣器、按钮和电机控制都没问题。读取简单的传感器也可以。如果你的扩展板使用I2C、SPI或其他更复杂的协议，购买前最好先确认一下。我测试了树莓派的Sense HAT，这是一个使用I2C连接的板子，上面有温度、湿度传感器，以及加速度计、磁力计和颜色传感器。作为官方产品，它工作得很完美。其他第三方厂商的板子在购买前可能需要做一些功课。