Настільний набір Raspberry Pi

Який комплект Raspberry Pi підходить для офісів?
 

Комплекти робочих столів Raspberry Pi для офісних середовищ значною мірою залежать від конкретного сценарію використання -, незалежно від того, розгортаєте ви тонкі клієнти для базових продуктивних програм, створюєте спеціальні робочі станції для конкретних завдань, як-от цифрові вивіски чи термінали введення даних, чи налаштовуєте станції розробки для ІТ-спеціалістів, які працюють над вбудованими системами чи проектами Інтернету речей. Офіційний настільний набір Raspberry Pi зазвичай включає сам-платний комп’ютер (Pi 4 Model B із 4 ГБ або 8 ГБ оперативної пам’яті є поточним стандартом на кінець 2024 року), джерело живлення з номінальним струмом 3 А при 5,1 В, щоб впоратися зі збільшеним енергоспоживанням Pi 4 під навантаженням, корпус із вбудованим охолодженням (або пасивний радіатор, або активний вентилятор залежно від версії комплекту), офіційну мишу та клавіатуру, кабель HDMI, і зазвичай карта microSD із попередньо встановленою ОС Raspberry Pi; Комплекти-третіх сторін можуть замінювати компоненти або додавати додаткові елементи, як-от додаткову пам’ять, кращі периферійні пристрої або спеціальні корпуси з доступом GPIO.

Очікувана продуктивність для офісних робочих навантажень

Pi 4 Model B із 8 ГБ оперативної пам’яті представляє нинішній високий рівень-для використання настільних комп’ютерів Raspberry Pi, оснащений чотирьохядерним процесором Broadcom BCM2711-Cortex-A72, що працює на частоті 1,5 ГГц (1,8 ГГц із розгоном вбудованого програмного забезпечення, який загалом стабільний, якщо охолодження є достатнім), графічний процесор VideoCore VI, здатний виводити подвійний дисплей 4K на 30 Гц або один 4K при 60 Гц через два порти micro-HDMI, гігабітний Ethernet, який фактично досягає швидкості, наближеної до-гігабіту, на відміну від реалізації USB-з вузькими місцями в Pi 3, і порти USB 3.0, які забезпечують реальні покращення продуктивності зовнішнього накопичувача порівняно з обмеженнями USB 2.0 попередніх моделей. Для типових офісних програм - перегляд веб-сторінок за допомогою Chromium, редагування документів LibreOffice, клієнти електронної пошти, перегляд PDF - модель 8 ГБ забезпечує досить плавну роботу, якщо припустити, що ви не запускаєте десятки вкладок браузера одночасно або працюєте з величезними електронними таблицями, що містять сотні тисяч рядків зі складними формулами.

Тепер ось що стосується вимог до оперативної пам’яті - Pi 4 з 4 ГБ коштує приблизно 55 доларів США проти 75 доларів США за модель з 8 ГБ (станом на ціни 2024 року), а для простих термінальних додатків або одноцільових-робочих станцій, які запускають одну або дві програми, 4 ГБ виявляється цілком достатнім; Я розгорнув блоки ємністю 4 ГБ як програвачі цифрових вивісок із запуском Chromium у режимі кіоску з відображенням інформаційних панелей, і використання пам’яті зазвичай становить близько 1,2-1,8 ГБ, включно з накладними витратами на ОС, залишаючи багато простору. Але для загального використання на робочому столі, де користувачі можуть відкрити LibreOffice Writer разом із електронною таблицею, а також Firefox із 15-20 вкладками (оскільки всі відкривають вкладки та забувають про них), можливо, Thunderbird для електронної пошти та деякі легкі утиліти, що працюють у фоновому режимі, ви досить регулярно вставлятимете своп на 4 ГБ, що спричиняє зниження продуктивності, оскільки заміна на SD-карту чи навіть USB-накопичувач займає кілька порядків. на величину повільніше, ніж доступ до ОЗП.

Побачивши цю розіграш у некомерційному офісі в 2022 році, де вони купили 15 комплектів настільних комп’ютерів на 4 ГБ, щоб замінити застарілі комп’ютери з Windows 7, термін служби яких-Microsoft-вичерпався,--подумали, що вони заощадять гроші на ліцензуванні та апаратному забезпеченні одночасно. Працював добре протягом перших кількох тижнів, поки користувачі все ще були уважними до своїх робочих процесів, але протягом місяця люди скаржилися на «повільні комп’ютери» - виявилося, що користувачі запускали 30-40 вкладок веб-переглядача, кілька документів LibreOffice, програми для перегляду PDF і дивувалися, чому все зависло. У підсумку довелося оновити 8 із 15 пристроїв до моделей 8 ГБ (що означало придбання нових плат Pi, оскільки оперативна пам’ять не оновлюється користувачем), що зрештою коштувало дорожче, ніж просто початкова покупка пристроїв 8 ГБ.

Міркування щодо зберігання, окрім microSD, що входить у комплект

Більшість комплектів Raspberry Pi Desktop поставляється з картками microSD на 16 ГБ або 32 ГБ, яких технічно достатньо для ОС і базових програм, але швидко стає обмежувальним у реальному офісному використанні, де користувачі накопичують документи, завантаження, кешовані дані браузера та сховище електронної пошти. Більшою проблемою карток microSD є не ємність, а надійність і продуктивність. - Споживчі-карти SD не розроблені для постійного циклу запису, який відбувається в середовищі настільної ОС (реєстрація, тимчасові файли, використання підкачки), і частота відмов після 12-18 місяців використання в офісі напрочуд висока, можливо, 15-25% на основі розгортань, у яких я брав участь. Картки з рейтингом Class 10 або UHS-I є мінімальними вимогами; Карти UHS-3 або Application Class A1/A2 забезпечують кращу продуктивність довільного вводу-виводу, що має більше значення для швидкодії ОС, ніж послідовні швидкості читання/запису, які рекламують виробники.

Кращий підхід для офісного розгортання передбачає завантаження з USB 3.0 SSD, а не з microSD - Pi 4 підтримує початкове завантаження через USB (спочатку потрібне оновлення мікропрограми, але це стандарт з кінця 2020 року), а 120 ГБ або 240 ГБ SATA SSD у корпусі USB 3.0 коштує 25 $-40, забезпечує значно кращу продуктивність і надійність порівняно з SD-картами. Час завантаження скорочується з 45-60 секунд до 20-25 секунд, запуск додатків стає швидшим завдяки кращій продуктивності випадкового читання, а показники витривалості SSD (зазвичай 60-100 TBW для бюджетних накопичувачів) значно перевищують те, що здатні SD-карти. Дехто стверджує, що ціна зводить нанівець перевагу доступності Raspberry Pi, і в цьому є правда – ви додаєте 30-35 доларів до базового Pi 4 8ГБ за 75 доларів, плюс ще 15-20 доларів за якісне джерело живлення, і якщо ви не використовуєте офіційний комплект, ви отримаєте 120-130 доларів до периферійних пристроїв, що починає наближатися до ціни вживаних робочих настільних ПК на вторинному ринку.

Періферійна якість має більше значення, ніж очікують люди

Офіційна клавіатура та миша Raspberry Pi, які входять до набору для настільного комп’ютера, є достатніми, але не винятковими - клавіатура використовує мембранні перемикачі з м’яким відчуттям і досить високою силою спрацьовування, відсутність підсвічування клавіш (зазвичай це не потрібно в офісних середовищах, але деяким користувачам це потрібно) і дещо тісне розташування з функціональними клавішами, меншими за стандартні; миша — це базовий оптичний блок із роздільною здатністю 1000 точок на дюйм, прийнятним відстеженням на більшості поверхонь і дещо легкою конструкцією, що виглядає дешево порівняно з периферійними пристроями бізнес-класу від Logitech або Microsoft. Для випадкового використання чи тимчасового застосування вони добре працюють, але для-офісних працівників, які багато друкують, інвестиції в кращі клавіатури та миші значно покращують задоволеність користувачів - можливо, 25 доларів США-35 за робочу станцію для гідної мембранної клавіатури або клавіатури з ножичним перемиканням і 15-20 доларів США за кращі миші, що звучить як невеликі гроші, поки ви не обладнаєтеся 50 робочих станцій і периферійних пристроїв раптом додають $2000-2750 до бюджету проекту.

У 2021 році було розгорнуто кол-центр, де менеджер наполягав на використанні периферійних пристроїв, що входять до комплекту, щоб «знизити витрати» - мав 40 представників служби підтримки клієнтів, які використовували термінали на базі Pi- для своєї CRM-системи та програми-телефону. Протягом трьох місяців вони отримували скарги на біль у зап’ясті та втому при наборі тексту, плинність кадрів зросла, і менеджер нарешті відмовився від покупки кращих клавіатур (механічні перемикачі, ергономічний дизайн) та вертикальних мишок для станцій. Показники продуктивності помітно покращилися після оновлення периферійних пристроїв, настільки, що рентабельність інвестицій у кращі пристрої введення окупилася приблизно через 5-6 місяців завдяки зменшенню витрат на навчання для заміни та покращенню часу обробки дзвінків.

Сумісність дисплея та обмеження

Подвійний мікро{1}}вихід HDMI Pi 4 підтримує роздільну здатність до 4096×2160 при 60 Гц на одному дисплеї або 4096×2160 при 30 Гц на двох дисплеях, що звучить вражаюче, але має застереження - багато звичайних офісних моніторів використовують DisplayPort, а не HDMI для свого рідного підключення, вимагаючи активних адаптерів, які додають $15-25 за дисплей; Кабелі або адаптери micro-micro{15}}HDMI до стандартного HDMI потрібні незалежно від того (у набір зазвичай входить один, але не два, якщо ви хочете подвійні дисплеї), і якість має значення, оскільки дешеві кабелі спричиняють періодичні пропадання сигналу, які неймовірно складно вирішувати. Максимальна практична роздільна здатність для плавного використання робочого столу становить близько 1920 × 1080 (1080p) – ви можете керувати дисплеями 4K, і рендеринг тексту виглядає чітким, але графічний процесор важко рендерить складні веб-сторінки або прокручує великі документи в 4K, створюючи помітну затримку, яка не виникає при 1080p.

Налаштування подвійних-моніторів працюють, але споживають більше енергії та виділяють більше тепла, що важливо, оскільки Pi 4 може-регулювати температуру під тривалим навантаженням, якщо охолодження недостатнє - офіційний корпус містить невеликий радіатор, але без активного охолодження, і ЦП знижуватиме частоту з 1,5 ГГц до 1,0 ГГц або навіть 0,6 ГГц, коли досягне температури переходу. 80-85 градусів, що відбувається досить легко з подвійними дисплеями, на яких працює відтворення відео або рендеринг складної графіки. Офіційний корпус має погану вентиляцію (герметичний, щоб виглядати чистим), тому додавання активного вентилятора охолодження через інший корпус або модернізація 30-міліметрового вентилятора в офіційному корпусі помітно покращує тривалу продуктивність; Хоча вентилятори додають шуму, можливо, 25-30 дБА на відстані 30 см, що деяких офісних працівників дратує в тихому середовищі.

Вимоги до мережі та підключення

Gigabit Ethernet на Pi 4 фактично забезпечує 940-950 Мбіт/с на практиці (перевірено за допомогою iperf3), що робить його придатним для мережевого-доступу до сховища або сценаріїв тонкого-клієнта, де робочий стіл по суті є дисплеєм для серверних-додатків. Вбудований Wi-Fi (дводіапазонний-802.11ac) досягає 180-220 Мбіт/с за хороших умов із сильним сигналом. Цього достатньо для більшості офісних програм, але недостатньо для тривалої передачі великих файлів або високоякісних відеоконференцій. Якщо Wi-Fi є основним мережевим підключенням, позиціонування має велике значення, а точки доступу, розраховані на вищу щільність клієнта, працюють краще, ніж споживчі маршрутизатори, яким важко 20+ Пристрої Pi підключаються одночасно.

Вбудований Bluetooth 5.0 добре справляється з бездротовими клавіатурами та мишами, але проблеми із співіснуванням між WiFi та Bluetooth можуть спричинити проблеми - вони спільно використовують спектр 2,4 ГГц, а конструкція антени Pi не оптимізована для одночасної роботи, тому ви можете зіткнутися з затримуванням курсора миші або затримкою введення з клавіатури, коли Wi-Fi має велике навантаження на канали 2,4 ГГц. Використання 5 ГГц Wi-Fi або дротового Ethernet усуває цю проблему або просто використовуйте дротові периферійні USB-пристрої замість Bluetooth (у якого все одно менша затримка, хоча він займає USB-порти).

Екосистема програмного забезпечення та сумісність програмти

ОС Raspberry Pi (раніше Raspbian) — це Linux-на базі Debian, що означає доступ до величезних сховищ програмного забезпечення з відкритим{1}}кодом через вдале керування пакетами, але також означає проблеми сумісності з пропрієтарними програмами Windows, від яких залежать багато офісів - Microsoft Office не працює на початковій основі (LibreOffice служить заміною, але не на 100% сумісний зі складними документами Office, зокрема Excel електронні таблиці з макросами чи розширеним форматуванням), QuickBooks і більшість бухгалтерських програм не мають версій Linux, Adobe Creative Suite не існує для архітектури ARM, а різноманітні галузеві-спеціальні програми націлені лише на Windows або інколи на macOS. Wine і Box86 дозволяють деяким x86 Windows-додаткам працювати на ARM Linux, але продуктивність низька, а сумісність незначна; кращі рішення передбачають або прийняття альтернатив-з відкритим вихідним кодом (що добре працює для багатьох випадків використання), використання веб-версій програм SaaS (Office 365, Google Workspace, системи обліку-на основі браузера), або розгортання Pis як тонких клієнтів, які підключаються до служб терміналів Windows або середовищ Citrix, де фактичне виконання програм відбувається на серверах.

Для офісів, які можуть стандартизувати інструменти з відкритим{0}}кодом - LibreOffice для документів, Thunderbird або Evolution для електронної пошти, Firefox або Chromium для перегляду веб-сторінок, Gimp для базового редагування зображень - Raspberry Pi Desktop Kit добре працює, а загальна вартість однієї робочої станції становить 150-200 доларів США, включаючи комп’ютер, гідну периферію та SSD-накопичувач. Для середовищ, які потребують-спеціального програмного забезпечення для Windows, Pi стає терміналом тонкого клієнта, а не автономним робочим столом, який є цілком життєздатним, але потребує відповідної серверної інфраструктури (Windows Server із клієнтськими ліцензіями на служби віддаленого робочого столу, ліцензування Citrix тощо), що може коштувати більше, ніж просто придбання стандартних настільних комп’ютерів Windows, якщо ви не обладнаєте 50+ робочі станції.

Енергоспоживання та експлуатаційні витратиs

Pi 4 із типовим використанням в офісі (відображення, перегляд веб-сторінок, редагування документів) споживає 4-6 Вт, виміряних на стіні, включаючи втрати перетворення офіційного джерела живлення, порівняно з 65-120 Вт для традиційних настільних систем або 15-35 Вт для бізнес-ПК малого форм-фактора. За рік роботи в робочий час (2000-2200 годин на рік, припускаючи 40-годинний робочий тиждень з деякими понаднормовими), один Pi економить приблизно 100-200 кВт-год порівняно зі стандартним настільним комп’ютером, що означає 12-30 доларів США витрат на електроенергію за типовими комерційними тарифами США (0,12-0,15 доларів США/кВт-год); не економія робочої станції, яка змінює життя, але збільшується на більших розгортаннях - 100 робочі станції заощаджують 1200-3000 доларів США щорічно на витратах на електроенергію, а також зменшують навантаження на охолодження в офісі (кожен ват потужності комп’ютера стає теплом, яке система HVAC повинна видалити), хоча кількісна оцінка економії HVAC стає складною, оскільки це залежить від клімату, конструкції будівлі та використання існуючої потужності охолодження.

Нижче споживання електроенергії також означає менші вимоги до ДБЖ - ДБЖ потужністю 1500 ВА, який може підтримувати 4-5 традиційних настільних комп’ютерів протягом 5-8 хвилин під час відключень електроенергії, може обслуговувати 15-20 робочих станцій Raspberry Pi протягом 20-30 хвилин, забезпечуючи більше часу для плавного завершення роботи або навіть подолання короткочасних перебоїв у живленні. У деяких розгортаннях використовуються централізовані джерела безперебійного живлення з розподіленим живленням, інші використовують невеликі акумуляторні батареї USB (ємністю 20 000-30 000 мАг) як окремі блоки ДБЖ, оскільки Pi споживає настільки мало енергії, що пристойна батарея USB може підтримувати його роботу протягом 4-6 годин.

Технічне обслуговування та підтримка

Збої SD-карт є основною проблемою технічного обслуговування - бюджет 15-20% річної частоти відмов на основі типових шаблонів використання в офісі, що означає наявність запасних карток і процес швидкої заміни та повторного-відтворення зображень. Використання твердотільних накопичувачів USB знижує відсоток відмов, можливо, до 2-5% на рік (подібно до традиційних накопичувачів для настільних комп’ютерів), але збої все одно трапляються, і процеси підтримки повинні впоратися з ними. Розгортання на основі зображень із використанням таких інструментів, як Etcher або команда dd, дозволяє швидко запропонувати блоки для заміни, хоча це найкраще працює, коли робочі станції є відносно однорідними за програмною конфігурацією; офіси, де кожен користувач істотно налаштував свою систему, стикаються з більш тривалим часом відновлення після збою обладнання.

ARM-архітектура Pi означає, що ви не можете просто витягти жорсткий диск із несправного пристрою та підключити його до іншого робочого столу x86 для відновлення даних, як це можна було б зробити з традиційними ПК - потрібна інша система ARM або система x86 із відповідними модулями ядра для доступу до файлових систем ext4, які ІТ-спеціалістам може бути недоступно. Регулярне резервне копіювання стає більш критичним, хоча багато офісних користувачів нехтують цим незалежно від обладнання, яке вони використовують; обов’язкові домашні каталоги мережі або хмарне сховище (Nextcloud, NAS компанії або комерційні рішення, такі як Dropbox/OneDrive) зменшують ризики втрати даних, але потребують інфраструктури та постійного адміністрування.

Реалістичні сценарії розгортання

Малі підприємства (5-15 співробітників), які займаються веб-роботою, створенням документів, електронною поштою та використанням легких електронних таблиць, можуть успішно стандартизувати комплекти настільних комп’ютерів Raspberry Pi, якщо вони приймають обмеження-програмного забезпечення з відкритим вихідним кодом і мають ІТ-кваліфікований персонал або доступ до Linux-підтримки. Економія коштів порівняно з покупкою комерційних настільних комп’ютерів для бізнесу спочатку коштує 200-400 доларів США за робочу станцію плюс зниження поточних витрат на електроенергію, що важливо для операцій, чутливих до ціни, або некомерційних організацій із обмеженим бюджетом.

Більшим організаціям (50+ співробітників) доцільно розгортати Pis як тонких клієнтів або терміналів-одного-цільового призначення, а не настільних комп’ютерів-загального призначення - складських терміналів інвентаризації, що працюють із веб-системами WMS, виробничих станцій із доступом до додатків MES, роздрібних-терміналів-продажів із використанням програмного забезпечення POS-на основі браузера, приймання настільні комп’ютери, яким потрібен лише доступ до календаря та телефонної системи. Стандартизація та централізоване управління стають більш важливими в масштабах, а такі інструменти, як Ansible, Puppet або навіть прості сценарії bash для конфігурації парку, допомагають керувати десятками чи сотнями одиниць; деякі організації завантажують Pis з мережі за допомогою завантаження PXE, щоб повністю виключити локальне сховище, хоча це вимагає відповідної мережевої інфраструктури та вводить окремі точки відмови.

Навчальні заклади широко розгортають настільні комплекти Raspberry Pi - комп’ютерні лабораторії, де студенти навчаються програмуванню чи системному адмініструванню, термінали бібліотечних каталогів, системи цифрових вивісок і комп’ютери для презентацій у класі – усе добре працює з обладнанням Pi. Освітня ціна та нижча привабливість для крадіжок (хто вкраде комп’ютер за 75 доларів, коли поблизу є ноутбуки за 800 доларів?) роблять їх привабливими для шкіл, хоча, знову ж таки, обмеження програмного забезпечення з відкритим кодом означає, що програми мають відповідати доступній екосистемі.

Бачите, помилка, яку організації роблять найчастіше, полягає в тому, що розглядають Raspberry Pi як пряму{0}}заміну настільних комп’ютерів Windows, не враховуючи наслідків робочого процесу - купуючи 30 наборів настільних комп’ютерів, встановлюючи їх на столах користувачів і очікуючи, що все «просто працює» так, як працювало раніше. Потім користувачі виявляють, що їхні електронні таблиці Excel не імпортуються належним чином у LibreOffice Calc, або власна програма бази даних компанії не має клієнта Linux, або для принтера етикеток потрібні драйвери-лише для Windows, і ІТ-спеціалісти намагаються вирішити проблеми, які мали бути виявлені під час пілотного тестування. Кращий підхід передбачає пілотне розгортання з 3-5 репрезентативними користувачами з різними ролями, які працюють протягом 30-60 днів, щоб виявити проблеми перед повномасштабним розгортанням, але керівництво часто опирається пілотним програмам, оскільки хоче негайно заощадити кошти, а не витрачати час на «непотрібне» тестування.

Варіант Raspberry Pi 400 - клавіатури з інтегрованим Pi 4 4GB у компактному форм-факторі - заслуговує згадки як альтернатива традиційному набору настільного комп’ютера; це коштує 70 доларів за саму плату або 100 доларів за повний комплект з мишею, блоком живлення, кабелями та SD-картою. Розгортання пристроїв Pi 400 в офісі спрощує керування кабелями (один пристрій менше захаращує стіл) і забезпечує адекватну продуктивність для основних офісних завдань, хоча обмеження на 4 ГБ оперативної пам’яті означає, що ви досягаєте обмежень пам’яті раніше, ніж з Pi 4 на 8 ГБ, а саму клавіатуру неможливо -замінити -, якщо на неї проллється кава (що трапляється в офісах, незважаючи на те, що поблизу немає напоїв). комп’ютерів), ви замінюєте весь комп’ютер, а не лише клавіатуру за 25 доларів США. Економіка ремонту надає перевагу традиційній окремій клавіатурі Pi 4 + для більшості офісних сценаріїв, незважаючи на елегантність Pi 400.

Який набір Raspberry Pi Desktop підійде офісам, зрештою залежить від того, чи можуть офісні програми задовільно працювати на архітектурі Linux/ARM (чи можна отримати до них доступ через браузер/тонкий-клієнт), чи економія коштів виправдовує обмеження порівняно з традиційними настільними комп’ютерами та чи має ІТ-технічний персонал досвід роботи з Linux або бажання його розробляти. Для базових завдань підвищення продуктивності в-середовищі, чутливому до ціни, із відповідним пакетом програмного забезпечення Pi 4 8GB Desktop Kit або еквівалентні пропозиції третьої сторони-надають життєздатні робочі станції за 150-200$ у повній конфігурації; для Windows-залежних робочих процесів, тонкі клієнти на основі Pi вартістю 120-140 доларів США кожен, які підключаються до серверної інфраструктури, мають сенс у масштабі, але вимагають іншого архітектурного підходу, ніж автономні настільні комп’ютери.