Raspberry Pi con GPU esterna esegue Doom 3 a 4K

Il Raspberry Pi è stato a lungo celebrato come un computer a scheda singola versatile e conveniente per hobbisti, educatori e appassionati di tecnologia. Nel corso degli anni, ha alimentato qualsiasi cosa, dai progetti di casa intelligente ai server personali compatti. Tuttavia, l'idea di collegare un *Raspberry Pi a una GPU esterna (eGPU)* ed eseguire giochi graficamente intensivi come *Doom 3 con risoluzione 4K* potrebbe sembrare fantascienza a molti. Sorprendentemente, le recenti innovazioni e la sperimentazione comunitaria hanno reso tutto ciò una realtà, dimostrando l’incredibile flessibilità e il potenziale dell’ecosistema Raspberry Pi.

Con l'arrivo di Raspberry Pi 4 e Raspberry Pi 5, la piattaforma ha ricevuto aggiornamenti critici nelle opzioni RAM, supporto USB 3.0 e funzionalità I/O più veloci. Questi miglioramenti hanno aperto le porte a periferiche ad alte prestazioni, incluso il potenziale per l'accelerazione GPU tramite adattatori o schede intermedie. Collegando una GPU esterna a un Raspberry Pi, spesso utilizzando un adattatore M.2 da NVMe a PCIe o un modulo di elaborazione con corsie PCIe esposte, gli utenti possono sbloccare prestazioni grafiche mai viste prima sulla piccola scheda.

Cosa significa questo in pratica?Gli appassionati hanno ora dimostrato che è del tutto possibile eseguire porting di giochi classici come *Doom 3* su una configurazione Raspberry Pi potenziata con una GPU discreta. Non solo correre, ma farlo con *risoluzione 4K* con prestazioni fluide.

Come funziona

Per raggiungere questo livello di prestazioni, sono necessari alcuni componenti e passaggi chiave:

• Raspberry Pi 4 o 5:questi modelli offrono le prestazioni e il potenziale di interfaccia richiesti per una configurazione GPU esterna.
• Compute Module 4 (CM4):a differenza delle schede Raspberry Pi standard, la CM4 ha le corsie PCIe esposte, rendendola adatta per la connessione alle GPU direttamente tramite adattatori.
• Scheda adattatore PCIe:utilizzata per interfacciare il Pi e la GPU esterna.
• Alimentazione:l'alimentazione dedicata è essenziale per il funzionamento di schede grafiche esterne, poiché il Pi stesso non può fornire energia sufficiente.
• Sistema operativo Linux con driver GPU:una versione di Linux compatibile con Raspberry Pi, in genere sistema operativo Raspberry Pi o Ubuntu, configurata con i driver necessari per la GPU connessa.

Una volta collegati e alimentati correttamente tutti i componenti hardware, gli utenti devono installare i driver grafici e le dipendenze software richiesti. Ciò spesso include la modifica del kernel o l'utilizzo di livelli software come Vulkan o OpenGL per consentire la compatibilità con il motore di gioco che alimenta Doom 3.

Prestazioni irreali su una tavola minuscola

L'esecuzione di *Doom 3* a 4K potrebbe non sembrare rivoluzionaria su un tipico PC da gioco, ma provenendo da un dispositivo delle dimensioni di una carta di credito, è decisamente sorprendente. Test comunitari con GPU come NVIDIA GTX 1060, AMD RX 580 e anche modelli più recenti come RTX 2060 mostrano che una volta collegate a un Raspberry Pi CM4, queste schede possono fornire frame rate di 60 FPS o più con impostazioni elevate.

Queste incredibili prestazioni derivano da una combinazione della CPU del Pi che gestisce la logica di gioco e le attività in background, mentre la GPU esegue il rendering di ambienti 3D complessi, illuminazione ed effetti. *L'efficiente motore id Tech 4 di Doom 3*, noto per la sua buona scalabilità con l'hardware più vecchio, aiuta moltissimo a raggiungere prestazioni così elevate su un sistema relativamente sottodimensionato.

Impatto sulla comunità DIY e Open Source

Questa svolta non è solo una testimonianza delle capacità delle moderne GPU e dei miglioramenti di Raspberry Pi, ma mette anche in luce gli sforzi collaborativi della *comunità open source*. Lo sviluppo di driver, script di configurazione e librerie di compatibilità è venuto in gran parte da appassionati dediti a superare i limiti.

Progetti comePiPCIe, kernel personalizzati e distribuzioni adattate sono esplosi in popolarità grazie a forum come Raspberry Pi, r/raspberry_pi di Reddit e repository GitHub. È una rara fusione tra lo spirito fai-da-te e l'informatica avanzata.

Questi sviluppi sono particolarmente interessanti per gli studenti e gli insegnanti che desiderano studiare l'architettura dei computer e le prestazioni dei giochi. La creazione di un sistema eGPU Raspberry Pi favorisce l'apprendimento nella programmazione dei driver, nei sistemi Linux e nell'elettronica, senza richiedere hardware proibitivamente costoso.

Sfide lungo la strada

Per quanto entusiasmante sia questa innovazione, non arriva senza ostacoli:

• Problemi di compatibilità:non tutte le GPU esterne funzioneranno bene con processori basati su ARM e driver legacy.
• Richieste di energia:di solito è necessario un alimentatore ATX per eseguire una GPU desktop, aggiungendo ingombro e complessità alla build.
• Latenza:la comunicazione su PCIe dal Pi alla GPU non è veloce o ottimizzata come sulle piattaforme x86, il che può causare scatti occasionali.
• Supporto driver:alcune GPU, in particolare le moderne schede NVIDIA, richiedono modifiche al kernel o pacchetti di driver predefiniti non supportati ufficialmente dal sistema operativo Raspberry Pi.

Nonostante questi problemi, il semplice fatto che gli individui possano costruire tali sistemi dimostra quanta strada abbia fatto il *calcolo a scheda singola* negli ultimi dieci anni.

Altri giochi e potenziale futuro

Oltre a *Doom 3*, vengono sperimentati anche altri titoli comeHalf-Life 2,Quake 4e giochi indie basati sui motori Unity o Godot. Grazie ai continui aggiornamenti dei driver Mesa 3D e Vulkan per le piattaforme ARM, la gamma di software supportati è in costante crescita.

La Raspberry Pi Foundation ha accennato all'espansione delle capacità di elaborazione nei prossimi modelli e gli sforzi della comunità potrebbero un giorno rendere l'espansione PCIe plug-and-play una funzionalità piuttosto che un hack.

Ciò aumenta anche il potenziale per *centri di gioco portatili*, computer portatili o console di streaming economiche basate su schede raspberry, essenzialmente democratizzando l'elaborazione ad alta intensità grafica a un nuovo livello di accessibilità.

Conclusione

La possibilità di eseguire *Doom 3 a 4K su un Raspberry Pi* collegato a una GPU esterna non è solo un esperimento divertente; è uno sguardo a un futuro in cui il computing compatto si fonde con una grafica ad alte prestazioni. Per gli hobbisti, gli insegnanti e gli esperti di tecnologia, questa rappresenta una nuova entusiasmante era di sperimentazione. Che si tratti di una prova di concetto o di un pratico mini impianto di gioco, il Raspberry Pi continua ad evolversi ben oltre le sue umili origini.

Domande frequenti

• D: Posso utilizzare qualsiasi GPU con Raspberry Pi?
  R: No, non tutte le GPU sono compatibili. Ne avrai bisogno di uno con driver open source disponibili e supporto adeguato per i processori ARM. Le schede AMD spesso hanno un migliore supporto dei driver Linux per questo caso d'uso.
• D: Quale modello di Raspberry Pi è il migliore per le configurazioni eGPU?
  R: Il Raspberry Pi Compute Module 4 è più adatto per l'espansione della GPU grazie alle sue corsie PCIe accessibili.
• D: Le prestazioni sono le stesse di un PC?
  R: No, anche se impressionanti, le prestazioni potrebbero essere comunque limitate dalla larghezza di banda interna e dai colli di bottiglia della CPU sul Pi.
• D: A quali giochi posso giocare con questa configurazione?
  R: Principalmente giochi più vecchi o ottimizzati come Doom 3, Quake e alcuni titoli indipendenti basati su Unity o SDL.
• D: Questa configurazione è adatta ai principianti?
  R: Non del tutto. Per configurare con successo una eGPU su un Pi è necessario conoscere Linux, saldare o interfacciare l'hardware e gestire i driver.

Per chi ha competenze tecniche e passione per la sperimentazione, la fusione di Raspberry Pi e GPU esterne dimostra che non c'è limite. Che tu stia giocando, imparando o costruendo, la prossima generazione di computer compatti è già nelle tue mani.