Raspberry Pi財団の創設者 Eben Uptonに聞くRaspberry Pi 2

Text by Alasdair Allan
Translated by kanai

Raspberry Pi財団は新世代Raspberry Piの第一弾となるRaspberry Pi 2 Model Bを発表した。Eben Uptonも、さぞ語りたいことがあるだろう。

昨年7月、Model B+の発表の際に、Raspberry Pi財団の創設者であり、現在Raspberry Pi販売会社のCEOであるUptonは、高性能なRaspberry Piの発表は2017年になると話していた。しかし、車のドアミラーと同じで、ミラーで見えているより実際にはもっと近くにいることがある。新しい Raspberry Piもそうだった。

新しいRaspberry Pi 2の表面。左側に新しいBCM2836プロセッサーが見える。右のチップはLAN9154 USBハブとEthernetコントローラーだ。

Raspberry Pi 2の裏側。1GBのMicron B8132 SDRAMチップが中央に見えている。

新しいRaspberry Pi 2は、Model B+とうり二つだ。2つ並べてみても違いがわからない。唯一見分けることができる点は、裏側のSDRAMチップの有無のみだ。オリジナルのModel Bと同じくメモリーをPoPにしていたModel B+とは異なり、新型はRAMを独立させたのだ。

見分けがつかないわけは、新しいRaspberry Piの主要な変更は目に見えないところにあるからだ。シングルの700MHz ARMv6コアがクアッドコアの900MHz ARMv7に置き換わっただけなので、外からその違いはわからない。その他の小さな変更もあるものの、その他の大きな変更はオンボードメモリーが512MBから1GBに増えたことだけだ。

新型Raspberry Piは、アイドリング時には、前世代のボードよりも電気を食わない設計になっているが、4つのコアをすべて使う状態では、より多くの電気を食うことになる。そのため、かなり熱を持つ。あんまり熱いので、ヒートシンクを付けたくなるほどだ。オーバークロックを予定しているなら、なおさら必要だ。

新型Raspberry Piはクロック周波数が900MHzで出荷されるが、オーバークロックによってさらに高速に快適に使えるという話だ。そもそも、発表の数日前まで800MHzで出荷する予定だったのだ。当然、さらにオーバークロックしてやろうという人が出てくるだろう。

「トラブルの発生を恐れるあまり、周波数に関しては保守的すぎました。900MHz でも、さらなるオーバークロックの余裕がある状態です」 — Eben Upton

ARMv6からARMv7への変更は、財団にとって重要なものだった。なぜなら、オリジナルのRaspberry Piは古いv6アーキテクチャーで広く普及してしまった数少ないボードのひとつであったため、対応を見送るソフトウェアも出てきてしまったからだ。だが、ARMv7とx86のみに対応する外部デバイス用、Ubuntu Coreのようなものも、今度は簡単に移植できるはずだ。

新型Raspberry PiはARMv7カーネルとモジュールを必要とするが、ARMv6のためのユーザー空間バイナリーはそのまま使えるので、新しいRaspberry Piは、Linuxの既存のRaspberry Piディストリビューションと完全にソフトウェア互換がある。

なので、今日からは、既存のRaspbianがインストールされた状態でapt-get upgradeを使ってARMv7カーネルを追加できる。それにより、第一世代と第二世代の両方のRaspberry Piで、SDカード（おそらくMicro SD）を使ってブートできるようになる。両方のバージョンに対応するカードイメージは、新しいNOOBSイメージとともに公開される予定だ。

発表に先立ってEbenにゆっくり話を聞いたのだが、もっと技術的に細かいところを突っついてみた。

新しいBCM2836 SoCは、多かれ少なかれ、古いBCM2835のARMv6コアを取り除いて、そこへv7クアッドコアを押し込んだものですよね。他にも変更点はありますか？

USB サブシステムには変更がありませんが、電源システムは調整しました。2835にはオンボードのSMPSがありますが、クアッドコアのCortexコンプレックスを駆動するには容量が足りません。なので、それを取り除き、代わりに独立したSMPSチップを採用しました。また、Cortexコンプレックスには512KBのL2キャッシュがあるため、128KBシステムL2はもう使っていません。ARMのトラフィックは、直接、SDRAMに流れます。

たくさんのBCM2835の資料が出回っていますが、BCM2836でも使えるのでしょうか。BroadcomまたはRaspberry Piから、新チップに関するより詳しいローレベルの資料は出る予定はありますか？

2835の今ある資料はすべて2836にも適用できます。Broadcomがハードウェアブロックに関する追加データ（特に高速インターフェイスとビデオスケーラー）を準備中であることを私は期待していますが、はっきりは公表されていません。

メモリーをPoPモジュールから取り除いて、ボード裏の個別のチップにしましたね。なぜそうなったのですか。そうすることでの、元のPoPと比較した場合の長所と短所を教えてください。

2836の14×14 BGAに移行しなければならなかったので、12×12 PoPではうまくフィットしません。短所は基板が複雑になったこと。長所は熱効率がよくなったことです。2836は、直接、空気に触れるようになりましたからね。

v6にはインストラクションセットがいくつかありますが、v7にはありません。どんなものなのでしょうか。それがないことが、コミュニティにとって大きな問題にならないでしょうか。

ユーザーランドでの主な違いは、FPUにショートベクター・モードがないことです。これは汎用コードでは使われていないものです。私が唯一知っているその使われ方は、一部のメディア・アクセラレーション・ルーチンです。それは私たちの責任の範囲にあるもので、2836では無効になっています（代わりに、ずっといいv7バージョンがあります）。

新しいボードにはRoku 3と同じBCM11130が使われるという噂もありましたが、考えたことはありましたか？　なぜ検討したのですか、なぜ採用されなかったのですか？

私たちはBCM2835との互換性を非常に重要に考えています。BCM11130は素晴らしいチップですが、アーキテクチャが異なります。それを使ってしまうと、ローレベルのチュートリアルの多くが意味をなさなくなります。

それは、BCM11130がEthernetとUSBの両方をオンボードで備えていることから出た噂のようです。Raspberry Piは、LAN9154を使ってUSBバスを通してEthernetトラフィックを走らせている点を批判する人がいますね。そこは問題ではないでしょうか。意見を聞かせてください。

480Mbitインターフェイスで下りが100Mbitです。なので、なぜみんながその選択に異議を唱えるのかがわかりません。BCM11130のよい点は、ギガビットEthernetですが、それが互換性を犠牲にするほどの価値のあるものだとは、私たちは思っていません。

クアッドコアの登場がMakerや企業にどんな恩恵を与えるでしょうか。ハードウェアのローレベルアクセスを必要とするのは、どんな人ですか？

すべての人にかなりの恩恵があると思います。Makerから、OpenCV＋SMP＋NEONを使ってもっと進化したアプリが出てくるのが楽しみですね。

新しいRaspberry Pi 2のボードデザインは、昨年に発表されたModel B+のデザインに影響を与えましたか？

確かに。B+のデザインが固まる前に、Jamesは2836のピン配列を知っていました。いちばん大きな影響は、B+のコネクター類が、目で見てわかるほどボードの縁ぎりぎりにまで移動していることです。これは、2836とSDRAMを接続する空間を作るための処置でした。

新型ボードの登場で、財団はアメリカの教育界にさらに入り込むことになるだろう。『Raspberry Piをはじめよう』の著者、Matt Richardsonが財団に参加し、アメリカ人初の従業員となった。

「Raspberry Piはすでにアメリカでも大人気ですが、学校、図書館、博物館、メイカースペース、個人のホビイストへのアプローチを強めていきたいと思っています。今年、アメリカの熱烈なRaspberry Piファンたちは、各地のワークショップやイベントで、さらに強力になったRaspberry Piを目の当たりにします。

Raspberry Pi 2 Model Bがすでに使えるということに、私は大変に興奮しています。みんながこれをどう使ってくれるか、楽しみです。単に性能が高くなったMakerのためのツールというだけでなく、これは学習をさらに楽しくすることで、私たちの教育における使命も助けてくれるものとなります」— Matt Richardson（Raspberry Piアメリカ担当エバンジェリスト）

Raspberry Piの教育的使命は、Makerコミュニティでは関心が低いようだが、それは新型Raspberry Piの推進剤でもあった。