省流版本先看结论
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。
优点
- 与CM4产品基本兼容
- 比CM4性能更强
- 与CM4尺寸相同
- CM5 IO板提供了几乎所需的一切功能
- 被动散热器效果良好
- GPIO功能与树莓派5一致
- NVMe速度出色
- eMMC速度可与PCIe Gen 2相媲美
缺点
- 摄像头和触摸显示屏暂时需要额外配置
- 带eMMC的CM5无法从microSD启动
- 金属外壳的散热风扇与被动散热器不兼容
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 GHz
- GPU：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 SSD
- GPIO：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。
树莓派CM5 不带 Wi-Fi 版本
树莓派CM5 带 Wi-Fi 版本
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。
树莓派CM5的性能和功耗表现
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。
树莓派CM 5 eMMC 和 NVMe SSD 性能
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）。
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，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。
树莓派 5 CM5 IO扩展板
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CM5 IO板上的GPIO
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。
树莓派Camera和Touch Display 2
CM5 IO板上的双MIPI连接器是双用途的。它们可以连接两个摄像头、两个触摸显示屏，或者一个摄像头加一个触摸显示屏。这些连接器和排线与树莓派5上的完全一样，所以不需要购买任何转接器。只要把它们连接好，锁定到位，然后调整一下文件，就可以使用了。
我和树莓派工程师花了点时间才发现一个用户错误（是我的错），并找出正确的配置细节。但一旦调整好，一切就运行得很顺利。普通用户应该不会遇到这个问题，我算是替大家踩坑了。现在GitHub上已经提交了修复，解决了这个问题。
树莓派CM5适合谁？
和之前的计算模块一样，它们最终是为那些希望在更小尺寸中获得树莓派性能的创客和开发者设计的。通常，它们被用于工业和消费电子产品，但创客社区也广泛采用它来进行各种项目。
使用CM4，我们已经看到了AI驱动的鸟类摄像机、NAS，甚至是手持复古游戏机。所有这些都可以由CM5来制作。如果有能力画PCB，那么CM5就可以与新的树莓派触摸屏2一起使用，打造一个便携的Pi平板电脑。
最后
树莓派计算模块系列是树莓派5的精简版，它把强大的性能浓缩在一个小巧的包装中，专为嵌入式项目设计。这不是一块适合所有人的板子，但对于那些想在更小的空间里获得树莓派5的性能，并且愿意自己设计电路板（或等待他人设计）的人来说，这是一个强大的平台，可以用来开发各种创新项目和产品。
原文作者：Tom’s Hardware
译文首发于：DF创客社区