kit de bureau Raspberry Pi

Quel kit de bureau Raspberry Pi convient aux bureaux ?
 

Les kits de bureau Raspberry Pi pour les environnements de bureau dépendent en grande partie du cas d'utilisation spécifique -, que vous déployiez des clients légers pour des applications de productivité de base, que vous construisiez des postes de travail dédiés pour des tâches spécifiques telles que l'affichage numérique ou les terminaux de saisie de données, ou que vous mettiez en place des stations de développement pour le personnel informatique travaillant sur des systèmes embarqués ou des projets IoT. Le kit de bureau officiel Raspberry Pi comprend généralement l'ordinateur monocarte lui-même (Pi 4 modèle B avec 4 Go ou 8 Go de RAM étant la norme actuelle à partir de fin 2024), une alimentation nominale de 3 A à 5,1 V pour gérer la consommation électrique accrue du Pi 4 sous charge, un boîtier avec refroidissement intégré (soit un dissipateur thermique passif, soit un ventilateur actif selon la version du kit), une souris et un clavier officiels, un câble HDMI et généralement une carte microSD préchargée avec le système d'exploitation Raspberry Pi ; Les kits tiers-peuvent remplacer des composants ou ajouter des extras comme du stockage supplémentaire, de meilleurs périphériques ou des boîtiers spéciaux avec accès GPIO.

Attentes de performances pour les charges de travail de bureau

Le Pi 4 modèle B avec 8 Go de RAM représente le haut de gamme actuel-pour une utilisation sur ordinateur de bureau Raspberry Pi, avec un processeur Broadcom BCM2711 quadricœur-Cortex-A72 fonctionnant à 1,5 GHz (1,8 GHz avec overclock du micrologiciel qui est généralement stable si le refroidissement est adéquat), un GPU VideoCore VI capable d'une double sortie d'affichage 4K à 30 Hz ou d'un seul 4K à 60 Hz à travers les deux. des ports micro-HDMI, un Gigabit Ethernet qui atteint en réalité des vitesses proches de -gigabits contrairement à l'implémentation USB-goulot d'étranglement du Pi 3, et des ports USB 3.0 qui offrent de réelles améliorations de performances pour le stockage externe par rapport aux limitations USB 2.0 des modèles précédents. Pour les applications bureautiques typiques - navigation Web avec Chromium, édition de documents LibreOffice, clients de messagerie, visualisation de PDF - le modèle de 8 Go offre une expérience raisonnablement fluide en supposant que vous n'exécutez pas des dizaines d'onglets de navigateur simultanément ou que vous ne travaillez pas avec d'énormes feuilles de calcul contenant des centaines de milliers de lignes avec des formules complexes.

Maintenant, voici ce qui concerne les besoins en RAM : - le Pi 4 de 4 Go coûte environ 55 $ contre 75 $ pour le modèle de 8 Go (à partir du prix de 2024), et pour les applications de terminal simples ou les postes de travail à usage unique-qui exécutent une ou deux applications, 4 Go s'avèrent tout à fait suffisants ; J'ai déployé des unités de 4 Go en tant que lecteurs d'affichage numérique exécutant Chromium en mode kiosque affichant des tableaux de bord, et l'utilisation de la mémoire se situe généralement autour de 1,2 -1,8 Go, y compris la surcharge du système d'exploitation, ce qui laisse beaucoup de marge. Mais pour une utilisation de bureau à usage général où les utilisateurs peuvent avoir LibreOffice Writer ouvert à côté d'une feuille de calcul, plus Firefox avec 15 à 20 onglets (car tout le monde ouvre les onglets et les oublie), peut-être Thunderbird pour la messagerie électronique et certains utilitaires légers exécutés en arrière-plan, vous pousserez assez régulièrement le swap sur une unité de 4 Go, ce qui entraîne une dégradation des performances car le passage à la carte SD ou même au stockage USB est beaucoup plus lent que l'accès à la RAM.

J'ai vu cela se dérouler dans un bureau à but non lucratif en 2022, où ils avaient acheté 15 des kits de bureau de 4 Go pour remplacer les machines Windows 7 vieillissantes que Microsoft avait en fin de vie-de-, et ils ont pensé qu'ils économiseraient simultanément de l'argent sur les licences et le matériel. Cela a bien fonctionné pendant les premières semaines alors que les utilisateurs faisaient encore attention à leurs flux de travail, mais au bout d'un mois, les gens se plaignaient des "ordinateurs lents" - il s'est avéré que les utilisateurs utilisaient 30-40 onglets de navigateur, plusieurs documents LibreOffice, des visionneuses PDF et se demandaient pourquoi tout s'enlisait. J'ai fini par devoir mettre à niveau 8 des 15 unités vers des modèles de 8 Go (ce qui impliquait l'achat de nouvelles cartes Pi puisque la RAM n'est pas évolutive par l'utilisateur), ce qui a finalement coûté plus cher que le simple achat d'unités de 8 Go au départ.

Considérations de stockage au-delà de la microSD incluse

La plupart des kits de bureau Raspberry Pi sont livrés avec des cartes microSD de 16 Go ou 32 Go, ce qui est techniquement suffisant pour le système d'exploitation et les applications de base, mais devient rapidement contraignant dans le cadre d'une utilisation bureautique réelle où les utilisateurs accumulent des documents, des téléchargements, des données de navigateur mises en cache et le stockage de courriers électroniques. Le plus gros problème avec les cartes microSD n'est pas la capacité, mais la fiabilité et les performances. -Les cartes SD grand public-n'ont pas été conçues pour le cycle d'écriture constant qui se produit dans un environnement de système d'exploitation de bureau (journalisation, fichiers temporaires, utilisation du swap), et les taux d'échec après 12-18 mois d'utilisation bureautique sont étonnamment élevés, peut-être 15 à 25 % sur la base des déploiements auxquels j'ai participé. Les cartes de classe 10 ou UHS-I sont une exigence minimale ; Les cartes UHS-3 ou Application Class A1/A2 offrent de meilleures performances d'E/S aléatoires, ce qui est plus important pour la réactivité du système d'exploitation que les vitesses de lecture/écriture séquentielles que les fabricants annoncent en bonne place.

Une meilleure approche pour le déploiement bureautique implique de démarrer à partir d'un SSD USB 3.0 plutôt que d'une microSD - le Pi 4 prend en charge le démarrage USB de manière native (nécessitait initialement une mise à jour du micrologiciel mais est standard depuis fin 2020), et un SSD SATA de 120 Go ou 240 Go dans un boîtier USB 3.0 coûte 25 $-40 $, offre des performances et une fiabilité considérablement supérieures à celles des cartes SD. Le temps de démarrage passe de 45 à 60 secondes à 20 à 25 secondes, les lancements d'applications semblent plus rapides grâce à de meilleures performances de lecture aléatoire et les valeurs d'endurance des SSD (généralement 60 à 100 TBW pour les disques économiques) dépassent de loin ce que les cartes SD peuvent gérer. Certains soutiennent que le coût annule l'avantage abordable du Raspberry Pi, et c'est vrai : vous ajoutez 30 à 35 $ à un Pi de base à 75 $ 4 8 Go, plus 15 à 20 $ supplémentaires pour une alimentation électrique de qualité et un boîtier si vous n'utilisez pas le kit officiel, ce qui vous place à 120 - 130 $ avant les périphériques, ce qui commence à se rapprocher du prix des ordinateurs de bureau d'occasion sur le marché secondaire.

La qualité des périphériques compte plus que ce que les gens attendent

Le clavier et la souris officiels Raspberry Pi inclus dans le Desktop Kit sont adéquats mais pas exceptionnels - le clavier utilise des commutateurs à membrane avec une sensation pâteuse et une force d'actionnement assez élevée, pas de rétroéclairage des touches (pas généralement nécessaire dans les environnements de bureau mais certains utilisateurs le souhaitent) et une disposition quelque peu exiguë avec les touches de fonction étant plus petites que la norme ; la souris est une unité optique de base avec 1 000 DPI, un suivi acceptable sur la plupart des surfaces et une construction quelque peu légère qui semble bon marché par rapport aux périphériques de qualité professionnelle-de Logitech ou Microsoft. Pour une utilisation occasionnelle ou des déploiements temporaires, cela fonctionne bien, mais pour les employés de bureau à temps plein qui tapent beaucoup, investir dans de meilleurs claviers et souris améliore considérablement la satisfaction des utilisateurs - peut-être 25 $ - 35 $ par poste de travail pour des claviers à membrane ou à commutateur à ciseaux décents et 15 à 20 $ pour de meilleures souris, ce qui semble être une petite somme d'argent jusqu'à ce que vous équipiez 50 postes de travail et que soudainement les périphériques ajoutent 2 000 à 2 750 $ au projet. budgétaire.

Il y a eu ce déploiement de centre d'appels en 2021, où le responsable a insisté pour utiliser les périphériques inclus pour "réduire les coûts". - avait 40 représentants du service client utilisant des terminaux basés sur Pi-pour leur système CRM et leur application de téléphonie logicielle-. En trois mois, ils ont reçu des plaintes concernant des douleurs au poignet et une fatigue de frappe, le chiffre d'affaires a augmenté et le directeur a finalement renoncé à acheter de meilleurs claviers (commutateurs mécaniques, conception ergonomique) et des souris verticales pour les stations. Les mesures de productivité se sont améliorées de manière mesurable après la mise à niveau des périphériques, suffisamment pour que le retour sur investissement des meilleurs périphériques d'entrée soit amorti en 5 à 6 mois environ grâce à une réduction des coûts de formation pour les embauches de remplacement et à une amélioration des temps de traitement des appels.

Compatibilité et limitations d'affichage

La double sortie micro-HDMI du Pi 4 prend en charge des résolutions allant jusqu'à 4 096 × 2 160 à 60 Hz sur un seul écran ou 4 096 × 2 160 à 30 Hz sur deux écrans, ce qui semble impressionnant mais comporte des mises en garde : - de nombreux moniteurs de bureau courants utilisent DisplayPort plutôt que HDMI pour leur connexion native, ce qui nécessite des adaptateurs actifs qui ajoutent 15 -25 $ par écran ; Des câbles ou adaptateurs micro-HDMI vers HDMI standard sont nécessaires dans tous les cas (le kit en comprend généralement un mais pas deux si vous souhaitez deux écrans), et la qualité est importante car les câbles bon marché provoquent des pertes de signal intermittentes qui sont incroyablement frustrantes à dépanner. La résolution pratique maximale pour une utilisation fluide sur le bureau se situe autour de 1920 × 1080 (1080p) - vous pouvez piloter des écrans 4K et le rendu du texte semble net, mais le GPU a du mal à restituer des pages Web complexes ou à faire défiler des documents volumineux en 4K, créant un décalage notable qui ne se produit pas en 1080p.

Les configurations à deux -moniteurs fonctionnent mais consomment plus d'énergie et génèrent plus de chaleur, ce qui est important car le Pi 4 peut ralentir thermiquement-sous une charge soutenue si le refroidissement n'est pas adéquat - le boîtier officiel comprend un petit dissipateur thermique mais pas de refroidissement actif, et le processeur passera de 1,5 GHz à 1,0 GHz ou même 0,6 GHz lorsque la température de jonction atteint 80-85 degrés, ce qui se produit assez facilement avec deux écrans exécutant la lecture vidéo ou rendu graphique complexe. Le boîtier officiel a une mauvaise ventilation de par sa conception (scellé pour avoir l'air propre), donc l'ajout d'un ventilateur de refroidissement actif via un boîtier différent ou l'installation d'un ventilateur de 30 mm dans le boîtier officiel améliore sensiblement les performances durables ; Les ventilateurs ajoutent cependant du bruit, peut-être 25 à 30 dBA à une distance de 30 cm, ce que certains employés de bureau trouvent ennuyeux dans des environnements calmes.

Exigences en matière de réseau et de connectivité

Le Gigabit Ethernet sur le Pi 4 fournit en réalité 940 -950 Mbit/s (testé avec iperf3), ce qui le rend adapté à l'accès au stockage en réseau-ou aux scénarios de-clients légers dans lesquels le bureau est essentiellement un terminal d'affichage pour les applications hébergées sur le serveur-. Le Wi-Fi intégré (double bande 802.11ac-) atteint 180-220 Mbit/s dans de bonnes conditions avec un signal fort, adéquat pour la plupart des applications bureautiques mais insuffisant pour les transferts de fichiers volumineux soutenus ou les vidéoconférences de haute qualité. Si le WiFi est la connexion réseau principale, le positionnement est important et les points d'accès évalués pour une densité de clients plus élevée fonctionnent mieux que les routeurs grand public qui ont du mal lorsque 20+ appareils Pi se connectent simultanément.

Le Bluetooth 5.0 intégré gère les claviers et les souris sans fil de manière acceptable, mais des problèmes de coexistence entre le WiFi et le Bluetooth peuvent causer des problèmes - ils partagent le spectre de 2,4 GHz et la conception de l'antenne du Pi n'est pas optimisée pour un fonctionnement simultané. Vous pourriez donc rencontrer des bégaiements du curseur de la souris ou un décalage d'entrée du clavier lorsque le WiFi est soumis à une forte charge sur les canaux de 2,4 GHz. L'utilisation du WiFi 5 GHz ou de l'Ethernet filaire élimine ce problème, ou utilisez simplement des périphériques USB filaires au lieu du Bluetooth (qui a de toute façon une latence plus faible, bien qu'il occupe des ports USB).

Écosystème logiciel et compatibilité des applicationsty

Le système d'exploitation Raspberry Pi (anciennement Raspbian) est basé sur Linux Debian{{0}, ce qui signifie un accès à de vastes référentiels de logiciels open source-via une gestion de paquets apt, mais cela signifie également des problèmes de compatibilité avec les applications Windows propriétaires dont dépendent de nombreux bureaux. - Microsoft Office ne fonctionne pas de manière native (LibreOffice sert de remplacement mais n'est pas 100 % compatible avec les documents Office complexes, en particulier les feuilles de calcul Excel avec des macros ou un formatage avancé), QuickBooks et la plupart des logiciels de comptabilité ne disposent pas de Linux. versions, Adobe Creative Suite n'existe pas pour l'architecture ARM et diverses applications spécifiques au secteur-ne ciblent que Windows ou parfois macOS. Wine et Box86 permettent à certaines applications Windows x86 de s'exécuter sur ARM Linux, mais les performances sont médiocres et la compatibilité inégale ; de meilleures solutions impliquent soit d'accepter les alternatives open-source (qui fonctionnent bien dans de nombreux cas d'utilisation), d'utiliser des versions SaaS d'applications basées sur le Web-(Office 365, Google Workspace, systèmes de comptabilité basés sur un navigateur-), ou de déployer le Pis en tant que clients légers se connectant aux services Terminal Server Windows ou aux environnements Citrix où l'exécution réelle des applications a lieu sur des serveurs.

Pour les bureaux qui peuvent standardiser les outils open source - - LibreOffice pour les documents, Thunderbird ou Evolution pour la messagerie électronique, Firefox ou Chromium pour la navigation Web, Gimp pour l'édition d'images de base - le Raspberry Pi Desktop Kit fonctionne bien et le coût total par poste de travail s'élève à 150 $-200 $, ordinateur, périphériques décents et stockage SSD compris. Pour les environnements nécessitant un logiciel spécifique à Windows-, le Pi devient un terminal client léger plutôt qu'un ordinateur de bureau autonome, ce qui est parfaitement viable mais nécessite une infrastructure de serveur appropriée (Windows Server avec CAL Services de bureau à distance, licences Citrix, etc.) qui peut coûter plus cher que le simple achat d'ordinateurs de bureau Windows standard, à moins que vous n'équipiez 50+ postes de travail.

Consommation d'énergie et coût opérationnels

Le Pi 4 utilisé au bureau typique (sortie d'affichage, navigation Web, édition de documents) consomme 4 -6 watts mesurés au mur, y compris les pertes de conversion de l'alimentation officielle, contre 65 -120 watts pour les systèmes de bureau traditionnels ou 15 -35 watts pour les PC professionnels de petit format. Sur une année de fonctionnement pendant les heures de bureau (2 000 à 2 200 heures par an en supposant des semaines de 40 heures avec quelques heures supplémentaires), un seul Pi permet d'économiser environ 100 à 200 kWh par rapport à un ordinateur de bureau standard, ce qui se traduit par 12 à 30 $ de coûts d'électricité aux tarifs commerciaux américains typiques (0,12 à 0,15 $/kWh) ; Les économies ne changent pas la vie par poste de travail, mais s'additionnent sur des déploiements plus importants. - 100 postes de travail permettent d'économiser entre 1 200 et 3 000 $ par an en coûts d'énergie, ainsi qu'une réduction de la charge de refroidissement au bureau (chaque watt de puissance de l'ordinateur devient de la chaleur que le système CVC doit éliminer), bien que la quantification des économies CVC soit compliquée car elle dépend du climat, de la conception du bâtiment et de l'utilisation de la capacité de refroidissement existante.

Une consommation d'énergie plus faible signifie également des besoins en onduleur réduits - un onduleur de 1 500 VA pouvant prendre en charge 4-5 ordinateurs de bureau traditionnels pendant 5 à 8 minutes en cas de panne de courant peut gérer 15 à 20 postes de travail Raspberry Pi pendant 20 à 30 minutes, ce qui laisse plus de temps pour un arrêt progressif ou même pour surmonter de brèves interruptions de courant. Certains déploiements utilisent un UPS centralisé avec une alimentation distribuée, d'autres utilisent de petites batteries USB (capacité de 20 000 à 30 000 mAh) comme unités UPS individuelles, car le Pi consomme si peu d'énergie qu'une batterie USB décente peut le faire fonctionner pendant 4 à 6 heures.

Considérations relatives à la maintenance et au support

Les pannes de carte SD constituent le principal problème de maintenance - budget 15-taux de panne annuel de 20 % basé sur les modèles d'utilisation typiques au bureau, ce qui signifie stocker des cartes de rechange et disposer d'un processus de remplacement rapide et de nouvelle-imagerie devient nécessaire. L'utilisation de disques SSD USB réduit le taux de défaillance à environ 2 à 5 % par an (similaire au stockage de bureau traditionnel), mais des pannes surviennent toujours et les processus de support doivent les gérer. Le déploiement basé sur des images à l'aide d'outils tels que Etcher ou la commande dd permet un approvisionnement rapide en unités de remplacement, bien que cela fonctionne mieux lorsque les postes de travail sont relativement homogènes dans leur configuration logicielle ; les bureaux où chaque utilisateur a personnalisé son système sont confrontés à des temps de récupération considérablement plus longs en cas de panne matérielle.

L'architecture ARM du Pi signifie que vous ne pouvez pas simplement extraire un disque dur d'une unité défaillante et le monter sur un autre bureau x86 pour récupérer des données comme vous le feriez avec des PC traditionnels - vous avez besoin d'un autre système ARM ou d'un système x86 avec les modules de noyau appropriés pour accéder aux systèmes de fichiers ext4, dont le personnel informatique n'a peut-être pas facilement accès. Les sauvegardes régulières deviennent plus critiques, même si de nombreux utilisateurs de bureau les négligent, quel que soit le matériel qu'ils utilisent ; Les répertoires personnels réseau obligatoires ou le stockage cloud (Nextcloud, NAS d'entreprise ou solutions commerciales comme Dropbox/OneDrive) atténuent les risques de perte de données mais nécessitent une infrastructure et une administration continue.

Scénarios de déploiement réalistes

Les petites entreprises (5-15 employés) effectuant du travail-sur le Web, la création de documents, la messagerie électronique et l'utilisation légère de feuilles de calcul peuvent standardiser avec succès les kits de bureau Raspberry Pi si elles acceptent les-limitations des logiciels open source et disposent d'un personnel-informatisé ou d'un accès à une assistance familière Linux-. Les économies réalisées par rapport à l'achat d'ordinateurs de bureau commerciaux s'élèvent initialement à 200-400 $ par poste de travail, plus une réduction des coûts d'alimentation continus, ce qui est important pour les opérations sensibles au prix ou les organisations à but non lucratif aux budgets serrés.

Les grandes organisations (50+ employés) ont du sens lorsqu'elles déploient Pis en tant que clients légers ou terminaux-à usage unique plutôt que des ordinateurs de bureau-à usage général - terminaux d'inventaire d'entrepôt exécutant des systèmes WMS Web-, stations de production accédant aux applications MES, terminaux de point de vente-de-terminaux de vente utilisant un logiciel de point de vente basé sur un navigateur-, ordinateurs de réception qui n'ont besoin que d'un accès au calendrier et au système téléphonique. La standardisation et la gestion centralisée deviennent plus importantes à grande échelle, et des outils comme Ansible, Puppet ou même de simples scripts bash pour la configuration de flotte aident à gérer des dizaines ou des centaines d'unités ; Certaines organisations démarrent Pis à partir du réseau en utilisant le démarrage PXE pour éliminer complètement le stockage local, bien que cela nécessite une infrastructure réseau appropriée et introduise des points de défaillance uniques.

Les établissements d'enseignement déploient largement les kits de bureau Raspberry Pi : - laboratoires informatiques où les étudiants apprennent la programmation ou l'administration système, les terminaux de catalogue de bibliothèque, les systèmes d'affichage numérique et les ordinateurs de présentation en classe fonctionnent tous bien avec le matériel Pi. Leurs tarifs pédagogiques et leur faible attrait en matière de vol (qui vole un ordinateur à 75 $ alors qu'il y a des ordinateurs portables à 800 $ à proximité ?) les rendent attrayants pour les écoles, même si, encore une fois, les limitations des logiciels open source-obligent les applications à s'adapter à l'écosystème disponible.

Vous voyez, l'erreur la plus fréquente que commettent les organisations est de considérer le Raspberry Pi comme un remplacement direct-des ordinateurs de bureau Windows sans tenir compte des implications en matière de flux de travail - en achetant 30 kits de bureau, en les installant sur les bureaux des utilisateurs et en s'attendant à ce que tout "fonctionne" comme avant. Les utilisateurs découvrent alors que leurs feuilles de calcul Excel ne sont pas importées correctement dans LibreOffice Calc, ou que l'application de base de données propriétaire de l'entreprise n'a pas de client Linux, ou que l'imprimante d'étiquettes nécessite uniquement des pilotes Windows-, et le service informatique finit par se démener pour résoudre des problèmes qui auraient dû être identifiés lors des tests pilotes. Une meilleure approche implique un déploiement pilote avec 3-5 utilisateurs représentatifs dans différents rôles, fonctionnant pendant 30 à 60 jours pour identifier les problèmes avant de s'engager dans un déploiement à grande échelle, mais la direction résiste souvent aux programmes pilotes parce qu'elle souhaite réaliser des économies immédiatement plutôt que de consacrer du temps à des tests « inutiles ».

Le clavier - de la variante Raspberry Pi 400 avec Pi 4 4 Go intégré dans un format compact - mérite d'être mentionné comme alternative à la configuration traditionnelle du Desktop Kit ; il coûte 70 $ pour la carte seule ou 100 $ pour un kit complet avec souris, alimentation, câbles et carte SD. Le déploiement au bureau des unités Pi 400 simplifie la gestion des câbles (un appareil de moins encombrant le bureau) et offre des performances adéquates pour les tâches bureautiques de base, bien que la limitation de 4 Go de RAM signifie que vous rencontrez des contraintes de mémoire plus tôt qu'avec un Pi 4 de 8 Go, et que le clavier lui-même n'est pas-remplaçable - si du café y est renversé (ce qui se produit dans les bureaux malgré les politiques « pas de boissons à proximité des ordinateurs »), vous remplacez l'ordinateur entier plutôt qu'un simple clavier à 25 $. L'économie de la réparation favorise le clavier séparé Pi 4 + traditionnel pour la plupart des scénarios de bureau malgré l'élégance du Pi 400.

Le choix du Raspberry Pi Desktop Kit adapté aux bureaux dépend en fin de compte de la capacité des applications bureautiques à fonctionner de manière satisfaisante sur l'architecture Linux/ARM (ou si elles sont accessibles via un navigateur/client léger-), si les économies de coûts justifient les limitations par rapport aux ordinateurs de bureau traditionnels et si le personnel d'assistance informatique a une expérience Linux ou est disposé à le développer. Pour les tâches de productivité de base dans des environnements-sensibles au prix avec des piles logicielles appropriées, le Pi 4 8GB Desktop Kit ou des offres tierces-équivalentes fournissent des postes de travail viables à 150 $-200 $ entièrement configurés ; pour les workflows dépendants de Windows-, les clients légers basés sur Pi à 120-140 $ chacun se connectant à l'infrastructure du serveur sont logiques à grande échelle, mais nécessitent une approche architecturale différente de celle des postes de travail autonomes.