رزبری پای ۴۰۰؛ داستانی از فرایند تولید کامپیوتر کیبوردی ۷۰ دلاری

دنیای فناوری دائما در حال پیشرفت است و دستگاه‌های جدیدی در آن تولید می‌شوند. شرکت‌های مختلف همیشه برای تولید و توسعه محصولات هوشمند جدید با یکدیگر رقابت می‌کنند. اکنون، مدتی است که جهان فناوری با پدیده دیگری به نام کامپیوتر کیبوردی آشنا شده است که می‌توان از آن برای انجام کارهای سبک استفاده کرد. 

به‌نوشته خبرگزاری Zdnet، رزبری پای ۴۰۰ (Raspberry Pi 400) کامپیوتر کوچک ۷۰ دلاری است که به‌نظر می‌رسد در بهترین زمان ممکن به جهان فناوری پا گذاشته است؛ کامپیوتر شخصی مقرون‌به‌صرفه‌ای که به افراد بیشتری در دوران شیوع ویروس کرونا برای کار و تحصیل در خانه کمک کرد. باوجوداین، برای ساخت این دستگاه ‌که در‌واقع کامپیوتری کوچک‌ قرارگرفته درون کیبورد محسوب می‌شود، حدود چهار سال زمان صرف شده است.

این دیزاین کامپت طرحی است که به کامپیوتر‌های خانگی کلاسیک گذشته، مانند BBC Micro و ZX Spectrum و Commodore Amiga باز می‌گردد که در آن‌ها مادربرد مستقیما در کیبورد کامپیوتر ادغام شده بود. دو دستگاه ZX Spectrum و BBC Micro هر دو در کمبریج انگلستان ساخته‌ شده‌اند؛ یعنی جایی که اکنون میزبان مرکز تجاری Raspberry Pi است.

ممکن است ظاهر رزبری پای ۴۰۰ یادآور زمان گذشته و محصولات قدیمی باشد؛ اما قطعات موجود در آن بسیار به‌روز هستند. کامپیوتر رزبری پای ۴ دستگاهی است که چهار گیگابایت حافظه رم را در کیبوردی به‌همراه پورت‌هایی برای اتصال ماوس، نمایشگر، برق، لوازم جانبی و اترنت جای داده و وای‌‏فای و بلوتوث دوبانده نیز برایش تعبیه شده است. همچنین، گفته می‌شود این مدل حدود ۴۰ برابر قدرتمندتر از Raspberry Pi اصلی است. بنابر ادعای شرکت سازنده، قدرت این دستگاه به‌قدری است که تفاوت تجربه‌ی ارائه‌شده‌ی آن در‌مقایسه‌با کامپیوتر شخصی قدیمی برای اکثر کاربران تشخیص‌دادنی نیست.

سیمون مارتین، مهندس اصلی Raspberry Pi Trading، به خبرگزاری ZDNet گفت پای ۴۰۰ ماه جولای و درست در میانه اولین دوره قرنطینه، در مرکز تولید ولز سونی تولید شد. مارتین درباره‌ی ساخت این دستگاه توضیح می‌دهد:

در دوران قرنطینه‌ی کامل جولای ۲۰۲۰، افزایش موجودی این دستگاه را شروع کردیم، تا جایی که محصولات کافی برای معرفی این محصول داشته باشیم. این کامپیوتر در دوم نوامبر معرفی شد.

در آن زمان، Pi 3B + پدیده مهمی بود؛ بنابراین، نمونه اولیه دستگاه Pi 3 را ساختم. حدس می‌زنم می‌توان این دستگاه را Pi 300 نامید.

این پروژه در مسیرش با معرفی Pi 4‌ مواجه شد که برای ژوئن ۲۰۱۹ برنامه‌ریزی شده بود. زمانی‌که قرار بود Pi 300 آماده معرفی شود، نسخه قدرتمندتر Raspberry Pi 4 نیز با تغییراتی چشمگیر وارد باز شد. اولین‌بار پس از اولین نسخه رزبری پای در سال ۲۰۱۲، این کامپیوتر با سه گزینه حافظه رم مختلف شامل یک و دو و چهارگیگابایتی عرضه شد. این در حالی بود که قبلا این دستگاه فقط از یک گیگابایت حافظه رم پشتیبانی می‌کرد. سیمون مارتین می‌گوید:

برنامه را بررسی کردیم و فهمیدیم که Pi 4 قرار است قبل از Pi 300 به بازار بیاید؛ بنابراین تصمیم گرفتیم که مانند قهرمان فرعی به‌نظر برسد و خیلی هیجان‌انگیز نباشد. در‌نتیجه، مجبور شدیم نسخه Pi 3 را تعلیق کنیم.

کیبورد رزبری پای تقریبا شبیه Pi 400 است؛ اما از‌طریق میکرو USB به Raspberry Pi خارجی متصل می‌شود. مارتین درباره‌ی این طراحی گفت: «دستگاه مذکور بسیار موفق بود.» پس از این اتفاقات و معرفی‌ دستگاه‌های قبلی، مارتین به کار روی Pi 400 با طراحی «تقریبا کامل» رزبری پای ۴ ادامه داد. مارتین ادامه داد:

در شش ماه اول، مشکل گرمای این دستگاه را باید حل می‌کردیم و پیش‌بینی‌های بسیار ترسناکی نیز درباره‌ی حداکثر توان آن (تا ۱۲ وات) داشتیم. این مسئله مرا ترساند؛ زیرا در این میزان توان از فن‌ها و خنک‌کننده‌های بیشتری باید استفاده شود.

در اکتبر ۲۰۱۹، سیمون مارتین اولین نمونه این محصول جدید را تولید کرد می‌توانست کار کند. به‌گفته مارتین، برای ساخت هر‌یک از نمونه‌های اولیه ۱،۵۰۰ پوند (۱،۹۹۷ دلار) هزینه شده است. ده ماه دیگر طول کشید تا قرارداد تولید با کارخانه سونی امضا شود. باید به این موضوع توجه کنید که سونی از سال ۲۰۱۲ در حال تولید کامپیوتر تک‌برد Raspberry Pi است. بااین‌حال، درست زمانی‌که سیمون مارتین آماده بود قرارداد Pi 400 را با سونی منعقد کند، سراسر جهان به‌علت شیوع ویروس کرونا قرنطینه شد.

سیمون مارتین می‌گوید طراحی مجدد صفحه مدار چاپی Raspberry Pi 4 به‌گونه‌ای که از برخی جهات با Pi 400 متناسب باشد، کار چندان مهمی نبود؛ ولی هشت هفته طول کشید تا طرح نهایی تکمیل شود. او در‌این‌باره می‌افزاید:

بخش‌های زیادی از Pi 4، مانند پردازنده و حافظه را برداشتم و تلاش زیادی برای بهبود این بخش کردم؛ بنابراین به‌جای راه‌اندازی مجدد آن، فقط تمام سیم‌کشی بین این دو قسمت را برداشتم و آن را به طرحم اضافه کردم. همین امر برای مدار منبع تغذیه نیز صدق می‌کرد. نمی‌خواستم آن بخش را دوباره طراحی کنم؛ بلکه فقط می‌خواستم آن را در این برد قرار دهم. اگر با دقت به صفحه مدار Pi 4 و Pi 400 نگاه کنید، مشاهده می‌کنید آن‌ها مشابه یکدیگر هستند.

برخی می‌گویند Pi 400 به‌دلیل قرارگیری درگاه‌های USB در سمت چپ پشت صفحه‌کلید، کامپیوتری مناسب چپ‌دستان است؛ اما چرا همه‌ی پورت‌های موجود در این دستگاه پشت آن قرار دارد و به طرفین منتقل نشده است؟

دلیل اصلی این طراحی، ارزان نگه‌داشتن هزینه تولید بود. به‌هر‌حال، ساخت دستگاهی‌ که تنها هفتاد دلار قیمت دارد و برد آن با قیمت ۵۵ دلار فروخته می‌شود، مسلما در بخش طراحی، به سبک‌وسنگین‌کردن نیاز دارد. او درباره‌ی طراحی این قسمت از دستگاه می‌گوید: «یکی از بخش‌های سخت‌ و بحث‌برانگیز طراحی این کامپیوتر کیبوردی انتخاب درگاه بود.»

سونی برای ارزان نگه‌داشتن هزینه‌های تولید، سه پیشنهاد به مارتین داد: ۱. فقط یک طراحی ساده داشته باشد؛ ۲. از پیچ‌های کمتری استفاده شود. مارتین نکته آخر را این‌گونه به‌یاد می‌آورد: «سومین گزینه‌ای که به ما گفته شد، این بود که مطمئن شویم همه کانکتورها و پورت‌ها در پشت دستگاه قرار دارند؛ به‌همین‌دلیل، در قسمت کناری آن درگاهی وجود ندارد.»

 وجود همه‌ی پورت‌ها در یک طرف دستگاه به سونی امکان می‌دهد روند مونتاژ و آزمایش را به‌مراتب سریع‌تر از حالتی انجام دهند که آن‌ها در طرفین قرار دارند. مارتین ادامه می‌دهد:

اگر درگاهی درکنار دستگاه داشتیم، باید آن را از پشت وصل می‌کردیم و سپس سیستمی پیچیده برای تراز‌کردن کانکتورها در‌کنارش قرار می‌دادیم. همین امر باعث می‌شد که مشکلات و خرابی‌های زیادی در کارخانه تولید پیش بیاید. سونی گفت همه‌ی اتصالات را در پشت دستگاه قرار دهید.

سیمون مارتین در بخشی از صحبت‌هایش به این موضوع اشاره کرد که رزبری پای سعی کرده است بیشترِ بخش‌های ممکن Pi 400 را در انگلیس تولید کند. دلیل این کار هم ساده‌تر‌شدن فرایند ساخت، کنترل کیفیت و... است؛ زیرا کل فرایند تولید در یک کشور انجام می‌شود. بااین‌حال، با وجود تلاش فراوان آن‌ها برای داخلی‌بودن تولید، باز‌هم تولید قسمت بالایی صفحه کیبورد و یکی دیگر از بخش‌های این دستگاه به چین واگذار شد. مارتین می‌گوید:

در زیر هر کلید، مکانیزمی وجود دارد که دستیابی به آن در مرحله اول بسیار دشوار است؛ بنابراین، باید آن قسمت را در چین می‌ساختیم.

بخش دیگری که چین ساخت، هیت‌سینک فلزی بود که برای دفع گرمای تولید‌شده‌ی SoC ۱۰۸ گیگاهرتزی Pi 400 در دستگاه قرار می‌گرفت. او درباره‌ی دلیل تولید بخش مذکور در چین توضیح داد:

وضعیت تولید هیت‌سینک مدنظرمان را در انگلستان بررسی کردیم؛ اما نتوانستیم به قیمت مناسبی برای انجامش برسیم. واقعا تلاش کردیم؛ اما چین این قسمت را بهتر تولید می‌کرد و قیمتش نیز مقرون‌به‌صرفه‌تر بود. مشکلی نیز در کنترل کیفیت قطعه وجود ندارد.

سؤال نهایی ما این است: آیا Raspberry Pi 400 پیش‌درآمد تولید لپ‌تاپی واقعی است؟ متأسفانه برای طرفداران Raspberry Pi خبر خوشایندی نداریم؛ زیرا بعید به‌نظر می‌رسد که این شرکت به‌زودی در این مسیر گام بردارد. سیمون مارتین درباره‌ی این موضوع می‌گوید:

اگر لپ‌تاپ می‌خواهید، به عملکرد بخش‌های مختلفی مانند فن‌های خنک‌کننده باید دقیق‌تر نگاه کنیم. باید بدانیم که چگونه با باتری‌ها، نمایشگرها، قابلیت لغو اکوِ میکروفون‌ها و انواع کابل و لولا کنار بیاییم. در‌حال‌حاضر، دانش علمی برای انجام این کار نداریم؛ بنابراین، در‌حال‌حاضر برنامه‌ای برایش وجود ندارد.

در‌حال‌حاضر، هدف اصلی تأمین تقاضا و افزایش تولید Pi 400 است که با کیبورد انگلیسی، آمریکایی، اسپانیایی، فرانسوی، آلمانی و ایتالیایی در‌دسترس است.

دیدگاه شما کاربران زومیت درباره‌ی این کامپیوتر کیبوردی چیست؟ آیا می‌توان از این دستگاه به‌عنوان جایگزینی برای کامپیوتر‌های قدیمی‌تر استفاده کرد؟