Computadoras en Una Sola Tarjeta (SBC) ¿Son una buena opción?

Si es Usted una persona que se dedica directa o indirectamente a las Tecnologías de la Información y ha estado completamente aislado o aislada por completo, entonces no se ha dado cuenta de los inmensos avances que las Computadoras en Una Sola Tarjeta (Single Board Computers - SBC).

Todo comenzó con la Raspbery Pi. Wikipedia la define como: "Una serie de Computadoras de Placa Reducida, Computadoras de Placa Única o Computadoras en Una Sola Tarjeta de bajo coste desarrollado en el Reino Unido por la Raspberry Pi Foundation, con el objetivo de poner en manos de las personas de todo el mundo el poder de la informática y la creación digital".

A partir de ahí otras fundaciones y empresas han querido igualar o superar a este fenómeno informático (algunas con resultados muy prometedores), que al igual que las Tarjetas Microcontroladoras italianas Arduino, pusieron delante de todos nosotros el concepto Open Source Hardware.

En sus inicios, la idea era que quien utilizara esta opción de equipo de cómputo, fuesen más allá que simplemente instalarle un Sistema Operativo, ejecutar OpenOffice, acceder a Internet y/o realizar lo que se considera hoy las funciones más básicas de una computadora de escritorio. La idea era que esta maravilla fuese la piedra angular de una solución de Domótica, una solución de Internet de las Cosas, fuese el cimiento de toda una estrategia de aprendizaje para el desarrollo, la automatización, etc. a nivel universitario. Hoy ya se le ve como una opción más que seria para sustituir a las pesadas y en ocasiones muy costosas y sobradas computadoras de escritorio.

El objetivo de esta entrada la Blog Tecnológico es mostrar cuál es el estado actual de esta muy seria opción para oficinistas, estudiantes, "hobistas", amas de casa, etc. Comencemos entonces con una descripción general de las propiedades físicas e informáticas de este artilugio.

La Raspberry Pi 4B al desnudo

Esta es la versión más reciente del equipo y sus características son:

• Procesador Broadcom BCM2711, Quad core Cortex-A72 (ARM v8) 64-bit "SoC" @ 1.5GHz
• 8GB LPDDR4-3200 de memoria SDRAM
• Conexión a red inalámbrica 2.4 GHz y 5.0 GHz IEEE 802.11ac
• Bluetooth 5.0, BLE
• Puerto RJ45 Gigabit Ethernet alámbrico
• 2 puertos USB 3.0 y otros 2 puertos USB 2.0.
• Conector de 40 pines GPIO completamente compatible con todas las versiones de tarjeta.
• 2 puertos de video micro-HDMI con soporte a resolución 4K p60
• Puerto para monitor touch integrado 2-lane MIPI DSI
• Puerto para cámara 2-lane MIPI CSI
• Puerto a 4-polos audio stereofónico y video compuesto
• Decodificador H.265 (4kp60) y H264 (1080p60)
• Codificador 1080p30
• Soporte para gráficos OpenGL ES 3.0
• Puerto para tarjeta Micro-SD para carga de sistema operativo y almacenamiento no volátil
• Conector para alimentación 5V DC USB-C (mínimo 3A)
• Alimentación 5V DC vía GPIO (mínimo 3A)
• Habilitado para Power over Ethernet (PoE) 
• Puede operar en ambientes con temperaturas desde los 0°C y hasta 50°C

En la siguiente figura, se muestra la vista superior de la tarjeta:

El precio unitario promedio aquí en México, a través de el portal de Comercio Electrónico más famosa en América Latina es de $2,750.00 MXN con entrega a domicilio sin costo (dependiendo del proveedor y el comprador). Este precio no incluye nada más que la tarjeta, siendo necesario comprar (por separado) la fuente de alimentación, el teclado, el monitor, el dispositivo puntero (mouse) y la "carcasa". De manera muy recomendable y opcional, están los disipadores y el ventilador. Todo el "kit" sin incluir monitor, teclado y mouse, puede costar $3,200.00 a través del mismo portal de Comercio Electrónico.

El Sistema Operativo de la Raspberry Pi

Estos dispositivos pueden ejecutar sin problema Sistemas Operativos Linux (Ubuntu, Mint, Raspbian principalmente), aunque también la empresa de Redmond, Washington ya liberó una versión del Sistema Operativo Windows 10 para procesadores de Arquitectura ARM.

También es posible ejecutar versiones del Sistema Operativo Android y Google Chrome OS.

VMware ya liberó también (para respaldar dispositivos orientados a su proyecto Monterey) una versión de su afamado hipervisor ESXi, mientras que por su parte la empresa Oracle publico oficialmente haber creado y puesto a trabajar exitosamente un Cluster para Cómputo de Alto Desempeño (High Performance Computing - HPC) conformado por 1,060 dispositivos Raspberry Pi.

Raspberry Pi 400. El todo en uno listo para usarse

Para los que no desean lidiar con la preparación desde cero de todo lo necesario para trabajar, existe una opción lista para usar, que el fabricante pone disponible con el nombre "Raspberry Pi 400".

Esta opción viene con 4 GB de memoria RAM y lo único que se requiere añadir es el monitor. El formato del producto ha sido comparado con opciones de computadoras caseras como la legendaria Commodore 64, ya que el teclado y el equipo de cómputo están integrados.

Lo importante a destacar es el hecho de que no se pierden características que han hecho tan popular a la Raspberry Pi, como lo es el acceso completo a los puertos de entrada y salida que permiten la interacción con sensores y actuadores. 

Raspberry Pi 4B como equipo para Aulas

¿Qué es lo que se busca cuando vamos a impartir un curso teórico práctico? Que cada estudiante tenga acceso al portal de laboratorios, de manera eficiente, rápida, segura, confiable y sin tener que invertir mucho en el equipo de cómputo.

En este rubro Raspberry Pi 4B tiene mucha ventaja contra otras opciones en las que se incluyen Laptops, Desktops y equipamientos semejantes.

Aquí estamos dando por hecho de que estamos utilizando Infraestructura de Escritorios Virtuales (Virtual Desktop Infrastructure - VDI) para cada alumno. Este esquema ya se ha venido llevando a cabo con éxito en los últimos tres o cuatro años. Con éste tenemos todo lo necesario para cada estudiante ejecutándose en servidores y computadoras virtuales, siendo necesario en un 90% de los casos de tan solo un navegador que soporte HTML V5 (Chrome, Firefox, Chromium).

Raspberry Pi 4B como equipo para Usuarios Básicos y Desarrolladores

¿Qué es un Usuario Básico? Todo aquel usuario que sólo requiere encender el equipo, esperar lo más poco posible para poder utilizarlo y tenerlo todo listo para realizar actividades como abrir el navegador para acceder a aplicaciones, abrir, crear, modificar documentos con un Procesador de Texto, Hoja de Cálculo y/o una herramienta para Presentaciones. Tal vez como una aplicación más, aquella que permita fuera del navegador, descargar, leer, contestar correos electrónicos.

Estos son los usuarios más comunes en las empresas, instituciones y organizaciones como lo son recepcionistas, personal de telemercadeo, ejecutivos de venta, etc.

Para los desarrolladores el ambiente es bastante distinto, pues aquí es necesario interactuar con plataformas de desarrollo, acceso a servidores de prueba y desarrollo, así como ya cada vez menos ocasiones, realizar un trabajo muy intenso para ejecución de código a nivel local.

Raspberry Pi 4B como equipo para Diseñadores

Quienes realizan labores orientadas al diseño gráfico, diseño industrial, diseño arquitectónico, etc. saben perfectamente que es necesario contar, para realizar correcta y cabalmente sus labores, con equipos de cómputo de muy alto desempeño equipados con muchos recursos informáticos como lo son procesadores multi núcleo, memoria de acceso aleatorio, tarjetas de aceleración gráfica, etc.

Obviamente la Raspberry Pi 4B no cuenta con esos recursos, pero si en la empresa, la organización se cuenta con una solución de Infraestructura de Escritorios Virtuales (Virtual Desktop Infrastructure - VDI), será posible que usuarios que realizan tareas de Diseño Gráfico, Diseño Industrial, etc. podrán ejecutar sin problemas sus muy "pesadas" aplicaciones como AutoCAD, Photoshop, etc. sin necesidad de agregar más recursos informáticos al equipo de usuario.

Raspberry Pi 4B como equipo para Kioscos de Autoservicio y Paneles Informativos

¿Han estado en una plaza comercial y requieren saber a dónde está una tienda, un servicio en particular? Cuando vamos a un banco, a un hospital, a un restaurante, es muy importante conocer, tener certeza del estatus de nuestra orden, el turno con el que me nos a atender, si la persona o pariente que ingresamos al hospital se encuentra estable o va mejorando. 

Existe desde hace más de una década, la tendencia a utilizar de kioscos interactivos para propiciar la cultura del autoservicio, así como también para sustituir a personal que sólo se dedicaba a dar información en escritorios estratégicamente ubicados.

Aquí también Raspberry Pi 4B entra en acción como una muy seria opción para ser el cerebro de los kioscos interactivos. Sea que estén conectados a una red de datos en un esquema 24x7 o con actualizaciones a cada cierto tiempo. Recuerden que es posible conectar a este dispositivos cámaras y monitores "touch". 

Raspberry Pi 4B como piedra angular de Domótica, Vehículos Inteligentes, etc.

Como consecuencia de La Cuarta Revolución Industrial, la Tercera Plataforma y la Transformación Digital, ahora es posible automatizar no solamente procesos industriales, sino también vehículos y casas habitación.

Estamos hablando de no solamente poder automatizar o mejorar la automatización ya existente en electrodomésticos. Sino también involucrar Inteligencia Artificial (algoritmos informáticos que permiten respuesta rápida en caso de cambios no previstos en el entorno), Aprendizaje de Máquina y otros beneficios que ya son una realidad dentro de las Tecnologías de la Información.

Dentro de los objetivos, en el caso de la Domótica o automatización del hogar, están el realizar un consumo más racional e inteligente del suministro de energía eléctrica, revisión 24x7 de todos y cada uno de los dispositivos para garantizar su funcionamiento continuo, monitoreo "in situ" de la salud de quienes se encuentran en casa con posibilidad de interacción con servicios de ambulancia y hospitalarios, etc.

En la industria del automóvil, ya no es suficiente para el conductor tener un sistema de audio que pueda interactuar con el Dispositivo Personal Móvil del conductor. Ahora se requiere un monitoreo más estricto de todos y cada uno de los sistemas que componen el vehículo, interacción con el Sistema de Posicionamiento Global para la elección de mejores rutas, vigilar en todo momento (predominantemente cuando el vehículo está andando) la proximidad de otros vehículos, así como te el súbito cruce de peatones.

¿Qué dicen de vehículos automotores que se pueden conducir solos, permitiendo que todos sus ocupantes puedan relajarse, utilizar su tiempo en algo más que no sea estar pendiente de la operación y conducción del vehículo? Esto no es algo que viva en ese mundo de la fantasía que ofrece Hollywood, sino que gracias a dispositivos como Raspberry Pi 4B ya es posible y algunas empresas fabricantes y entusiastas ya lo están haciendo.

Conclusión

Ya no hay que esperar años para poder realizar a modo personal o a nivel empresarial, soluciones y dispositivos que aprovechen lo mejor de las Tecnologías de la Información, para mejorar el funcionamiento de electrodomésticos, vehículos, etc.

Tampoco es necesario invertir grandes sumas de dinero en equipamiento para el alumnado o para quienes realizan laboras de oficina típicas. Lo que es más, también es posible que no sea necesario asignar caros equipos de cómputo cargados de recursos informáticos, para personal de diseño.

Las Computadoras en Una Sola Tarjeta permiten todo esto y mucho más, permitiendo que nuestra creatividad no tenga límites.

NOTA AL CALCE

Esta entrada al Blog Tecnológico Tech Data se realizó completamente utilizando una RaspberryPi 4B, con sistema operativo Raspbian y navegador Chromium.