随着单板计算设备的发展,树莓派系列始终保持着技术创新的热度。最新推出的树莓派500+不仅搭载了更强的硬件配置,还在接口设计上迎来了重大突破,尤其是首度内置了完整的M.2插槽,为外接高速PCIe设备打开了全新可能。利用这一接口,社区和开发者们实现了通过外接GPU(eGPU)对树莓派500+进行硬件加速的尝试,并且仅用一份15行的Linux内核补丁,便解决了长期困扰Arm架构GPU驱动的缓存一致性问题,实现了真正的显卡全速利用。这一改造为树莓派带来了前所未有的游戏性能和本地AI模型运行加速,彻底刷新了单板机的性能边界。树莓派500+于2025年9月正式发布,售价约为200美元,较之前的树莓派500提升显著。新机配备了高达16GB的LPDDR4x内存,相比之前的8GB内存翻番,同时采用了内置256GB容量的M.2 NVMe固态硬盘,支持更快的存储访问速度。
新增的RGB背光机械键盘则赋予设备更优良的操作体验,为发烧友和开发者群体提供了全方位的升级。M.2插槽的加入是实现eGPU加速的关键,因为通过此接口可以直接将PCI Express信号引出,拓展连接性能强劲的独立显卡。尽管树莓派5系列的PCIe规格仅支持单通道Gen3,理论峰值带宽约为8 Giga-transfers每秒(约800MB/s),仍足以驱动大部分信号转接硬件和中高端GPU完成加速任务。硬件方面,测试中使用了AMD顶级的RX 7900 XT显卡,这款显卡搭载20GB超高速GDDR6显存。通过使用市面上价格合理的JMT PCIe x4 eGPU扩展坞和适配的OCuLink线缆,将显卡与树莓派500+相连。该连接方式有效利用了M.2接口的PCIe信号,为单板机引入了与桌面PC相媲美的图形处理能力。
结合小巧的线缆布线设计,能够实现整洁高效的物理连线,部分用户还发现机身侧面有潜力预留专门的信号通路或接口扩展,未来可进一步优化连接体验和网络吞吐量。例如,内部配置10Gbps M.2网络接口卡以提升以太网速度的设想,为后续拓展埋下伏笔。软件层面,经过多年社区和开发者的不断努力,针对开源AMD显卡驱动amdgpu的树莓派定制支持逐渐成熟。此前针对树莓派平台的缓存一致性问题,修复补丁复杂、修改量庞大,涉及众多文件和数百行改动。令人惊喜的是,GitHub用户yanghaku提交了一份仅15行代码的内核补丁,完美解决了缓存一致性,使得amdgpu驱动在树莓派环境下稳定运行,同时兼容多款现代AMD显卡。该补丁主要调整内核中图形内存管理(TTM)模块的缓存映射方式,遵循ARM架构DMA一致性规范,保证显存访问的高效与正确。
应用这份补丁后,重新编译并安装定制的树莓派linux内核,以及相关AMD显卡固件,配合适配的驱动程序,即刻实现外接显卡的全能力驱动和输出。实测中,使用树莓派500+连接RX 7900 XT显卡,在显卡自带的HDMI端口输出显示信号,画面流畅稳定,显示效果媲美主流PC。借助Box64模拟器及Pi-Apps软件库,安装Steam和Proton平台,运行多款PC游戏均能获得秒杀以往树莓派内置GPU的流畅表现。诸如《Horizon Chase Turbo》这样的赛车游戏,在树莓派500+平台实现了完整的硬件加速体验,帧率稳定,操作响应迅捷。《超级兔子卡丁车》更能突破100fps帧率极限,展现了外接GPU带来的巨大性能跃升。为了检验更严苛的计算任务,团队进一步将本地大型语言模型(LLM)运行在此平台。
通过在Vulkan图形API支持下重新编译llama.cpp,提升模型推理及训练的GPU利用率。实际测试中,多款主流LLM,包括Qwen2.5 14B及LLaMA 3.2 3B,在Raspberry Pi 500+搭载RX 7900 XT的组合下展现了超越预期的推理速度。举例而言,14亿参数模型处理推理任务能达数百Token每秒以上,而较小体积模型更是实现了上千Token每秒的流畅运行,实用性媲美部分桌面级配置。功耗方面,虽然全负载运行时功耗攀升至约315-330瓦,但整体能效比在当前单板机平台上已属顶尖水平,特别考虑到了扩展性和多样工作负载需求。这一成果意味着树莓派不再仅是学习和小型项目的工具,而有能力担负起较为复杂的图形渲染以及AI模型本地计算任务。未来,随着树莓派系列硬件日益完善,开源驱动的兼容性进一步提升,更多用户能够借助轻量化、低成本的方案享受高效的图形加速和AI推理能力。
研发者亦可以根据自身需求,对硬件进行客制化改装,增加其他类型PCIe设备如高速网卡和存储设备。值得注意的是,与此补丁一同公布的还有针对NVIDIA GPU的类似工作,尤其是支持30系列显卡的内核模块变更,预示着树莓派GPU扩展生态正在快速壮大。社区期待未来能看到这些补丁被并入Linux主线,或被Raspberry Pi OS官方收录,以简化普通用户的安装流程和配置难度。综合来看,树莓派500+的全eGPU加速方案,凭借极简的补丁、务实的硬件扩展和精心调试的驱动支持,成功突破了单板机性能瓶颈,将"口袋中的强大桌面"梦想提到了一个新高度。对于游戏玩家、开发者及AI爱好者而言,这一方案带来的无限可能,必将激发更多创新应用和创意玩法,助推单板计算设备迈入新时代。 。
