樹莓派是一款功能強(qiáng)大、體積小巧且高度可定制的設(shè)備，多年來，我們見證了它被應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。無論是將其裝入 3D 打印的經(jīng)典游戲機(jī)外殼，還是簡單地將它隱藏起來作為家庭文件服務(wù)器，我們都報道過在社區(qū)里用樹莓派完成的許多酷炫項目。

這就引出了一個問題——你該如何將樹莓派的性能推向極限呢？歷經(jīng) 13 年的項目實(shí)踐和樹莓派各型號的發(fā)展，你會驚訝地發(fā)現(xiàn)，樹莓派在速度、高度、深度等方面已取得了驚人的突破。現(xiàn)在，我們要把樹莓派的性能發(fā)揮到極致。

運(yùn)行時間最長的樹莓派

Model B 可以正常運(yùn)行 2331 天

“這臺樹莓派已經(jīng)運(yùn)行了十年，”Reddit 用戶 KerazyPete 說道，不過期間也進(jìn)行過幾次重啟。截至 2023 年底發(fā)帖時，他的樹莓派 1 Model B（0002 版本，配備 256MB 內(nèi)存，這可是首批量產(chǎn)版本之一）已連續(xù)“開機(jī)”2331 天——自 2017 年 7 月起就未曾間斷。

最初的樹莓派 1設(shè)計相當(dāng)懷舊

這是我們見過的樹莓派運(yùn)行時間最長的一次——事實(shí)上，考慮到偶爾出現(xiàn)的斷電、電壓驟增或意外拔掉電源的情況，這一成績相當(dāng)驚人。我們的文件服務(wù)器和媒體中心也進(jìn)行過硬件升級。

你可以通過打開終端并輸入 uprecords 命令，輕松查看自己的樹莓派已經(jīng)運(yùn)行了多久——也許你會大吃一驚。不過，我們建議你每當(dāng)有新操作系統(tǒng)發(fā)布時，就對樹莓派上的操作系統(tǒng)進(jìn)行升級；安全更新可能至關(guān)重要。

運(yùn)行高度最高的樹莓派

GASPACS：在距離地球 428 公里的高空運(yùn)行

將樹莓派送入太空以創(chuàng)造計算機(jī)的海拔紀(jì)錄，這算不算作弊呢？當(dāng)太空中有好幾臺樹莓派時，這就不算作弊了！目前，在太空中運(yùn)行高度最高的樹莓派是國際空間站上的 Astro Pi 盒子。然而，在 2022 年為期 117 天的任務(wù)中，GASPACS 因?yàn)閮H僅高出了 6 公里，就打破了它們的紀(jì)錄。

任務(wù)成功照片

GASPACS（特殊搭載被動姿態(tài)控制衛(wèi)星）是由猶他州立大學(xué)的學(xué)生建造的一顆 1U 立方體衛(wèi)星，用于測試使用可充氣“AeroBoom”裝置進(jìn)行空氣動力制動的技術(shù)。由于地球并非完美的球體，該立方體衛(wèi)星在近地點(diǎn)的軌道高度為 416 公里（258 英里），在遠(yuǎn)地點(diǎn)的軌道高度為 428 公里（267 英里）。

在樹莓派誕生之初以及隨后的許多年里，高空氣球愛好者戴夫·阿克曼（Dave Akerman）經(jīng)常將裝有樹莓派的氣球發(fā)送到平流層上方約 40 公里的中層大氣（這可是高于平流層的高度），以拍攝照片并進(jìn)行其他遙測工作。2016 年，他打破了由業(yè)余氣球發(fā)送的最高實(shí)時圖像的世界紀(jì)錄（見下圖），拍攝高度達(dá)到了 41,837 米。這大概算是樹莓派在不使用火箭的情況下達(dá)到的最高高度了。

運(yùn)行速度最快的樹莓派

AstroPi--在無摩擦環(huán)境下達(dá)到 17,100 英里/小時的速度

https://astro-pi.org/

雖然國際空間站上的 Astro Pi 單元并未創(chuàng)造樹莓派的海拔紀(jì)錄，但由于軌道物理學(xué)的特殊性，它們卻是速度最快的。簡單來說，軌道越低，就需要越快的速度才能避免墜入地球。

國際空間站的速度達(dá)到了 17,100 英里/小時（27,520 公里/小時），即每秒 4.77 英里（7.67 公里），是地面聲速的 22.5 倍。這些數(shù)字很難想象，但它繞地球一周只需不到 93 分鐘，這意味著它每天繞地球飛行 15.5 圈。速度相當(dāng)快！

首批 Astro Pi 隨Tim Peake的任務(wù)升空

軌道上的 Astro Pi 單元配備了各種傳感器，這得益于 Sense HAT 擴(kuò)展板，包括運(yùn)動傳感器，學(xué)生們可以通過代碼利用這些傳感器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。與 GASPACS 不同，這些樹莓派經(jīng)過特殊加固，能夠在太空中長時間運(yùn)行。

運(yùn)行深度最深的樹莓派

Maka Niu 在水下 1500 米處運(yùn)行—甚至可能達(dá)到 6000 米—這絕非易事

深入水下絕非易事。你潛得越深，上方水體的重量帶來的壓力就越大，人造設(shè)備必須能夠承受深海的巨大壓力。這就是為什么你的手表可能只標(biāo)注了 100 米的水下防水深度——再深一些，東西就會開始損壞。

下潛 1500 米——將近一英里的水下深度——已經(jīng)非常非常深了。在咸水中，這個深度的壓力是 148 個大氣壓，即海平面正常氣壓的 148 倍。

Maka Niu 是一個非常特殊的系統(tǒng)，它能夠在一個低成本設(shè)備中安全地容納樹莓派 Zero 和樹莓派攝像頭模塊 2，讓更多人能夠參與公民科學(xué)項目，并幫助探索這片鮮為人知的深海。

最高主頻

達(dá)到 3.6GHz 的極限

“最快的樹莓派”實(shí)際上可能有兩層含義，這就是為什么我們尷尬地將這一部分標(biāo)題定為“最高主頻”。每一款新型號的樹莓派都比上一款稍快一些，但對于一些人來說，問題在于：到底能有多快？

雖然能實(shí)現(xiàn)，但并不實(shí)用—畢竟這只是一個測試

對計算機(jī)硬件進(jìn)行超頻—即讓它以高于設(shè)計速度的速度運(yùn)行，也就是提高其主頻—是科技極客們由來已久的傳統(tǒng)。但需要注意的是，這通常會使硬件發(fā)熱，長期來看可能會造成損壞。在正常的超頻場景中，可以通過液冷或其他散熱解決方案來解決這個問題，但如果你想將芯片的性能發(fā)揮到極致，就需要一些真正寒冷的東西：液氮。

Pieter-Jan Plaisier 在樹莓派 5 上安裝了一個特制的散熱管，當(dāng)芯片以 3.6GHz 的速度運(yùn)行時，他直接將液氮倒在芯片上。它能達(dá)到更高的頻率嗎？據(jù)說不能——在 3.7GHz 時，系統(tǒng)崩潰了，而且并非因?yàn)檫^熱。

最熱環(huán)境下運(yùn)行的樹莓派？

樹莓派在何種最熱的環(huán)境下運(yùn)行過？不幸的是，我們沒有找到確切的答案，但有些樹莓派曾在經(jīng)常達(dá)到 40°C（104°F）的沙漠中運(yùn)行過。真正的訣竅在于，只要散熱足夠好，樹莓派就能在溫度很高的環(huán)境中運(yùn)行；運(yùn)行樹莓派的 BCM2712 芯片在啟用節(jié)流功能之前，可以在高達(dá) 80–85°C（176–185°F）的溫度下運(yùn)行。

最冷環(huán)境下運(yùn)行的樹莓派

Arribada 企鵝監(jiān)測項目——在南極冬季達(dá)到 -60°C 的低溫

將任何設(shè)備運(yùn)送到南極洲都是一項艱巨的任務(wù)：那里非常非常冷。如果你的設(shè)備不小心在那里待了三年，卻依然能正常運(yùn)行，那可真是了不起的成就。Arribada 企鵝監(jiān)測項目就（意外地）做到了這一點(diǎn)；團(tuán)隊原本計劃在 2019 年底取回攝像頭，但隨后 2020 年初新冠疫情爆發(fā)，世界陷入了停滯。

雖然那里的溫度經(jīng)常低于 -30°C（-22°F），但在冬季，溫度可能會降至 -60°C（-76°F）。不過，南極洲面積很大，根據(jù)攝像頭的放置位置不同，溫度也會有所不同。話雖如此，在寒冷的荒原中度過了三年之后，Arribada 攝像頭帶著 32,764 張照片安全返回，供研究人員分析。

樹莓派的工作溫度范圍

計算機(jī)模塊 4 最近推出了擴(kuò)展溫度版本，其最低工作溫度甚至可以低至 -40°C（-40°F）。世界上許多地方（不僅僅是南極洲）的溫度都會降至 -20°C（-4°F）以下，而這是其他樹莓派產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)最低工作溫度范圍。85°C/185°F 是樹莓派的最高工作溫度。

體積最大的樹莓派

有幾臺巨大的、能正常工作的樹莓派。2016 年，在Maker Faire Bay Area上展示了一臺由 10 塊樹莓派 3 組成的設(shè)備，而樹莓派自己的Toby Roberts則為官方樹莓派商店所在的購物中心的一個小型展覽搭建了一臺由 6 塊樹莓派 4 組成的設(shè)備。不過，這臺由扎克·希普斯（Zach Hipps）設(shè)計并 3D 打印的 12 塊樹莓派組成的設(shè)備堪稱冠軍。

樹莓派 3；以人類作為參照物

其印刷電路板由膠合板制成，通用輸入輸出（GPIO）引腳由鋁管制成，其他大型組件則使用了超過 5 公斤的聚乳酸（PLA）線材。“我用延長線將我的樹莓派連接到了所有大型連接器上，”幾年前我們與扎克交談時，他告訴我們，“我插上了顯示器和鍵盤，一切就都正常啟動了！”

體積最小的樹莓派

雖然一些微型的 RP2040/RP2350 開發(fā)板在技術(shù)上算是體積最小的樹莓派產(chǎn)品，但最小的標(biāo)準(zhǔn)樹莓派計算機(jī)是樹莓派 Zero。不過，你還可以讓它變得更小——能再縮小 5 毫米。樹莓派 Zero v1.3 有一個攝像頭連接器，可以將其拆除，而且由于電路板上該部分沒有電路，你可以對其進(jìn)行修剪。可以查看這個論壇帖子了解詳情。