초소형 PC 라즈베리파이와 아두이노의 차이, 세대별 특징
세 줄 요약
- 최신 라즈베리파이 모델은 ‘라즈베리파이 5’이다.
- 라즈베리파이는 그 자체로 완벽한 기능을 하는 하나의 완성된 컴퓨터이다.
- 현재까지 대략 15개의 파생 모델들이 출시되었으며 이 중 10여가지의 모델들이 단종되지 않고 판매되고 있다.
라즈베리파이 개념 탑재
라즈베리파이(Raspberry Pi) 는 손가락 세 개 정도를 겹친 정도의 크기와 50g이 채 되지 않는 무게면서도 USB 단자와 영상 및 음성 입출력을 가진 완전히 완성된 하나의 컴퓨터이다.
이런 형태의 컴퓨터를 SBC(Single Board Computer)라고 한다. 처음에는 교육 프로젝트의 일환으로 개발되었지만 이내 꽤나 준수한 성능과 범용성, 저렴한 가격을 무기로 산업용 제어 컴퓨터나 각종 전자기기 완제품의 내부에 들어가는 경우가 많다.
라즈베리파이 재단에서는 출시 후 몇 번의 업그레이드를 거쳐 현재는 ‘라즈베리파이 5’까지 출시하고 있으나 여전히 많은 분야에서는 높은 사양이 그다지 필요하지 않으므로 중간에 출시된 다양한 버전의 라즈베이파이들이 여전히 생산되고 있다.
참고로 라즈베이파이 재단은 라즈베리파이의 설계까지만 수행하고 실제 제품 생산은 Sony나 Embest, Egoman, Qisda 등의 다양한 회사가 맡는다고.
아두이노, MCU, SBC와는 어떤 관계?
최근 10여년들어 이런 형태의 자그마한 초소형 컴퓨터들이 출시되고 있는데 그 중 가장 인지도가 높은 것이 이번에 소개하는 라즈베리파이, 그리고 아두이노(Arduino)다. 이 둘은 비슷해 보이면서도 사실 굉장히 다르다.
먼저 라즈베리파이는 OS가 탑재된 하나의 완벽한 컴퓨터라고 생각하면 된다. 그저 리눅스가 탑재된 약 15년 전쯤의 범용 PC라고 생각하면 거의 정확하다. 다만 윈도우11과 같이 많은 사람들에게 익숙한 OS가 설치되지 않다 뿐이지(사실 꼼수를 이용해 설치를 시도하는 용자들이 종종 있다) 기본적으로 리눅스를 라즈베이파이에 최적화시킨 OS를 탑재하고 있는데다 우리에게 익숙한 현대적인 입출력 단자들(USB, HDMI, 유무선 랜 등)이 모두 준비되어 있기 때문에 키보드, 마우스, 모니터, 전원부(어댑터)만 있다면 누구나 완전히 기능하는 컴퓨터를 가질 수 있게 된다. 심지어 기본적으로 깔려있는 OS를 통해 웹브라우징, 문서작업 등이 모두 원활히 가능하다.
반면 아두이노는 일종의 MCU(Micro Controller Unit)에 가까우며, 간단한 산업용 컴퓨터로 작동할 수 있는 콘트롤 기능들이 주로 들어있으며 C에 기반한 코딩을 통해 모터나 서보, 접점 콘트롤 등을 하도록 되어 있다. 따라서 실제로 요즘 유행하는 ‘코딩 교육’이라고 하면 이쪽을 말하는 경우가 많다.
둘 다 공통점이라면 처음에는 교육용으로 개발되었지만 무척 저렴한 가격으로 산업을 비롯해 매우 다양한 용도로 쓰인다는 점, 둘 다 실 구매가가 굉장히 저렴하다는 점(라즈베리파이는 버전에 따라 국내에서 10만원 이하, 아두이노는 공식 제품이 5만원 이하, 호환제품은 1만원 정도로 구매 가능)이 있으며, 차이점이라면 무엇보다도 성능과 기능의 복잡성 면에서 라즈베리파이가 훨씬 큰 우위를 지닌다는 것이다.
둘 다 용도는 완전히 다르니 뭐가 더 낫다고는 할 수 없으며 어떤 상황에 특화된 시스템을 만든다고 할 때 라즈베리파이를 메인PC로, 그리고 아두이노를 미리 코딩된 콘트롤 유닛으로 조합하여 복잡다단한 기능을 구현하는 경우가 많으니 굳이 따지자면 상호보완적이라고 하겠다. 말하자면 라즈베리파이는 SBC, 그리고 아두이노는 MCU에 속하는 셈이다.
라즈베리파이 종류 알기
라즈베리파이는 가장 초기의 1부터 최근의 5까지 5개 세대의 모델들이 출시되어 왔으며 이러한 ‘표준’ 모델은 일반 버전은 B, 그리고 기능을 줄인 염가형 버전에는 A라는 네이밍이 붙는다. 여기에 중간에 사양 변경이 발생하여 소폭 업데이트된다면 ‘+’가 붙는다. 예컨대 최초의 라즈베이파이1은 모델B이며 여기에 유선랜을 없애고, USB포트를 1개로 줄인 제품이 모델A, 그리고 메모리를 원래의 256MB에서 512MB로 늘리고 GPIO를 40핀으로 업데이트한 버전이 모델B+인 식이다.
여기에 ‘컴퓨트 모듈’ 버전이 따로 존재하는데 이는 라즈베리파이의 입출력을 제거하고 핵심 모듈만, 그러니까 연산 능력을 남겨둔 후 GPIO 기능을 강화하여 아두이노 등의 MCU로는 도저히 불가능한 고성능의 산업용 콘트롤 유닛으로의 작동을 위해 개발된 제품이다. 따라서 일반인들이 컴퓨트 모듈을 사용할 일은 거의 없다고 보면 된다.
또한 아두이노의 아성에 대응하기 위해 나온 물건도 있는데 이를 라즈베이파이 피코(Raspberry Pi Pico)라고 한다. 전반적으로는 매우 고성능의 아두이노라고 보면 되며 C/C++에 기반한 라이브러리로 작동한다. 당연히 우리가 알고 있는 라즈베리파이의 개념과는 많이 다르다.
염가 및 초소형을 목표로 하는 제로(Zero) 버전도 존재한다. 이는 라즈베리파이의 기본적인 콘셉트를 유지하면서 성능과 입출력 부분에 있어서 간소화를 시킨 버전이지만 최신형인 Zero 2W의 경우 고성능의 쿼드코어 CPU를 탑재하여 라즈베리파이 3B+에 근접하는 성능을 발휘하며 블루투스 4.2, 802.11 b/g/n WiFi를 빠짐없이 제공한다. 여기에 가격은 15$에 불과하기 때문에 각종 자작품 제작에 있어서 가장 많이 쓰이고 있다.
특이한 제품으로는 라즈베리파이 400이 있다. 다른 라즈베리파이들은 컴퓨터로 비교하자면 CPU, 램, 그래픽카드, HDD등이 메인보드에 모두 탑재한 상태이지만 파워서플라이와 케이스가 없는 상태라서 완제품으로 보기 어려웠다면 라즈베리파이 400은 라즈베리파이 4 4GB 모델을 기반으로 하여 키보드와 풀사이즈의 입출력 단자들이 완비된 완제품 컴퓨터이다. 가격은 70달러. 이에 영감을 받아 많은 사용자들이 다른 키보드 안에 라즈베리파이를 이식, 자신만의 커스터마이징 컴퓨터를 만드는 개조가 성행하기도 했다.
현재 구매 가능한 라즈베리파이의 종류 및 사양
아래는 현재 라즈베리파이 홈페이지(www.raspberrypi.com)에서 공식적으로 구매 가능한 라즈베리파이 모듈의 리스트와 간단한 사양을 설명한다. 여기에서는 Pico 및 컴퓨트 모듈, 그리고 RPi 4를 기반으로 하는 400은 설명에서 제외한다. 배치 기준은 성능 순이다.
RPi 5는 현재 기준 가장 고사양의 라즈베리파이다. Cortex-A76 기반 2.4Ghz 쿼드코어 CPU, VideoCore VII GPU를 탑재하여 이전에 비해 적잖은 성능의 향상이 있었으며 영상 출력은 HDR을 지원, 4kp60을 듀얼로 지원한다. 또한 HVEC 디코더를 탑재, 고화질 멀티미디어 감상에도 최적화되어 있다. 램은 4GB 및 8GB 버전이 준비되어 있다. 인터넷은 기가비트 이더넷, 2.4 GHz and 5.0 GHz IEEE 802.11b/g/n/ac를 지원, 블루투스는 5.0이다. USB는 3.0 풀스피드가 2개, 2.0 2개이다. 주목할만한 점으로는 PCIe 2.0 1x까지도 지원한다는 점.
RPi 4B는 1.5GHz ARM Cortex-A72 MP4 CPU, VideoCore VI GPU를 탑재, 4kp60 듀얼 출력 영상 탑재로 최신의 RPi 5와 비교해 크게 떨어지지 않는다. 램은 1GB, 2GB, 4GB, 8GB 모델들이 준비되어 있으며 인터넷은 기가비트 이더넷, 2.4 GHz and 5.0 GHz IEEE 802.11b/g/n/ac를 지원, 블루투스는 5.0이다. 여기에 2개의 USB 3.0 포트와 2개의 2.0 포트가 있다. 가격은 35$부터 시작하기 때문에 현시점 기준 가장 우수한 가성비를 자랑한다.
RPi 3는 최초로 64비트 CPU를 지원하는 라즈베리파이이자 WiFi와 블루투스가 동시에 작동 가능하기 때문에 ‘전반적으로 크게 불편함이 없는’ 라즈베리파이이다. 2.4/5GHz IEEE 802.11.b/g/n/ac WiFi와 블루투스 4.2를 지원하며 기가비트 이더넷은 USB2.0을 통해 최대 300Mbps 속도로 가능하다. 풀사이즈의 싱글 HDMI 포트와 4개의 USB 2.0 커넥터가 준비되어 있다. 현재 팔리는 모델은 CPU 및 소소한 사양들이 강화된 B+ 모델이며 RPi 3A+는 속도는 B+와 동일하지만 메모리는 512MB로 절반으로 줄어들었고 유선 이더넷 포트가 삭제, 그리고 USB 2.0 포트는 1개로 줄어들어 크기가 상당히 작아졌다.
RPi Zero 2W는 전반적으로 RPi3A+와 같은 CPU 및 GPU를 사용하는 만큼 비슷한 성능이며 램은 512MB이다. 두 개의 마이크로SD 슬롯(전원공급 및 데이터 전송 담당), 그리고 HDMI 포트를 내장하고 있으며 2.4/5GHz IEEE 802.11.b/g/n/ac WiFi와 블루투스 4.2를 지원한다.
RPi Zero W는 RPi Zero에서 WiFi 및 블루투스를 탑재한 모델이며 출시 당시 가격은 10$였다.
RPi Zero는BCM2835 1GHz ARM11 CPU를 사용하여 RPi 1보다도 40%가 더 빠르며 램은 512MB를 탑재했다. 출시 당시 가격은 5$로 압도적인 가성비로 인해 IoT 시장에서 선풍적인 인기를 끌었다.
RPi1는 여전히 홈페이지에서 판매하고 있다. RPi2가 단종되었음에도 말이다. 700 MHz ARM1176JZF-S CPU와 VideoCore IV MP2 250 MHz GPU를 사용하며 처음에는 256MB의 램이었으나 후기형에서는 512MB로 업데이트되었다. 모델 B는 100Mbit/s 이더넷 단자를 내장하고 있으며 A에서는 이 부분이 삭제된 것이 특징. 또한 USB 2.0 포트의 개수도 B는 2개, A는 1개로 차이를 두고 있다.
