Cela fait des années qu’on l’attendait, mais ça y est : le Raspberry Pi 5 arrive, et il promet de très belles performances !

Dans un billet de blog en date du 28 septembre, la fondation Raspberry Pi a annoncé la sortie pour fin octobre du Raspberry Pi 5, près de 4 ans après la sortie du Raspberry Pi 4. Et si cette nouvelle version a pris du temps, c’est que les évolutions sont nombreuses.

Nous vous proposons donc un petit tour des nouveautés introduites avec cette nouvelle version du micro-ordinateur.

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Le point qui fâche, le Raspberry Pi 5 sera nettement plus cher !

Avant de parler technique, il nous semble que le premier point à aborder est celui du prix. En effet, et pour la première fois, la fondation semble s’éloigner significativement du prix historique de 35$ qui a toujours été celui du Raspberry Pi (au moins pour sa version minimum).

Le Raspberry Pi 5 est donc annoncé au prix de 60$ pour sa version 4GB de RAM et de 80$ pour sa version 8GB, plus les taxes locales. Une hausse du prix très significative sur laquelle la fondation a gardé le silence (ou presque) dans son billet de blog.

Ce choix nous interroge forcément, le principe même du Raspberry Pi étant celui d’une machine très bon marché, ce nouveau positionnement tarifaire a de quoi inquiéter, mais le Raspberry Pi 5 n’a probablement pas dit son dernier mot…

Une version 1GB et 2GB à 35$ du Raspberry Pi 5 serait-elle déjà dans les tiroirs ?

Si vous trouvez cette hausse de prix trop importante, rassurez-vous, nous pouvons d’ors et déjà prédire avec quasi certitude que les versions 1GB et 2GB devraient bientôt êtres annoncées par la fondation, et nous avons déjà une idée du prix !

En effet, même si rien n’a été écrit noir sur blanc dans le billet de blog original, une photo en gros plan d’un composant du Raspberry Pi 5 laisse apparaître sur la gauche une série de 4 emplacements pour souder des résistances permettant de choisir entre 4 tailles de mémoire RAM, 1GB, 2GB, 4GB et 8GB.

Il s’agit ici d’une technique de fabrication qui consiste a fabriquer plusieurs chemins électriques et à en choisir un en soudant une résistance nulle ou en faisant un pont de soudure. Cette technique est souvent utilisée par les fabricants pour leur permettre de créer différentes versions d’un même produit en faisant varier un seul composant sans avoir à modifier le reste de la carte.

Il est donc relativement certain qu’une version 1GB et 2GB de RAM seront au programme quelque temps après la sortie des versions 4GB et 8GB, cette fois avec un prix de 35$.

En attendant, il faudra rester sur le Raspberry Pi 4 pour les projets à petit budget…

Plus qu’une simple mise à jour, une refonte complète.

Assez parlé budget, parlons maintenant technique !

Plus qu’une simple mise à jour, le Raspberry Pi 5 s’annonce comme une refonte complète de la plateforme Raspberry Pi, avec de nombreux changements permettant, d’après la fondation, de doubler les performances !

Pour le public anglophone, la fondation a également publié une vidéo revenant sur ces différentes nouveautés.

Pour les plus pressés d’entre vous, voici les différents éléments présentés comme des points clés par la fondation :

• Processeur quad-core 64 bits Arm Cortex-A76 à 2,4 GHz
• GPU VideoCore VII prenant en charge OpenGL ES 3.1 et Vulkan 1.2
• Sortie vidéo double HDMI 4Kp60
• Décodeur HEVC 4Kp60
• Wi-Fi double bande 802.11ac
• Bluetooth 5.0 / Bluetooth Low Energy (BLE)
• Interface de carte microSD haute vitesse avec prise en charge du mode SDR104
• 2 ports USB 3.0 prenant en charge des opérations simultanées à 5 Gbit/s
• 2 ports USB 2.0
• Ethernet Gigabit avec prise en charge PoE+ (nécessite un chapeau PoE+ séparé, à venir prochainement)
• 2 transmetteurs caméra/affichage MIPI 4 voies
• Interface PCIe 2.0 x1 pour les périphériques rapides
• Connecteur GPIO standard Raspberry Pi à 40 broches
• Horloge en temps réel
• Bouton d’alimentation

Nous allons revenir un peu plus en détails sur ces différents points, et plus particulièrement sur l’arrivée de 3 puces conçues spécialement pour (et parfois par) la fondation Raspberry Pi, dont certaines changent en profondeur la façon dont la fondation conçoit ses machines.

Un nouveau processeur 4 cœurs 2.4GHz, le BCM2712 et un nouveau GPU.

La première évolution, classique et attendue, est le passage à un nouveau processeur, le BCM2712. Il s’agit d’un processeur ARM 64 bits à 4 cœurs cadencés à 2.4GHz et gravés en 16 nanomètres de chez Broadcom (le partenaire habituel de la maison mère Raspberry Pi pour ce type de composant).

D’après le constructeur, ce nouveau processeur devrait offrir au Raspberry Pi 5 des performances jusqu’à trois fois supérieures à son prédécesseur, mais également une consommation électrique réduite pour une tâche équivalente.

En plus du processeur, le GPU du Raspberry Pi 5 fait également peau neuve avec l’arrivée du Broadcom’s VideoCore VII, qui permettra de supporter deux écrans en 4K 60 FPS, inclura un décodeur vidéo 4K intégré et devrait permettre une bande passante de 4267MT/s, contre 2000MT/s pour le Raspberry Pi 4.

Dernier point, la fondation annonce des drivers MESA open source pour le GPU et le support d’OpenGL ES 3.1 et Vulkan 1.2.

Gros changement, une nouvelle puce « RP1 » pour gérer les entrées/sorties

Probablement le plus gros changement technique, même s’il n’est pas forcément directement visible pour l’utilisateur, le Raspberry Pi 5 marque un changement majeur dans la conception de la plateforme Raspberry Pi avec l’arrivée d’une puce dédiée à la gestion des entrées/sorties.

Jusqu’à présent, tous les flux liés aux entrées/sorties de la machine (USB, GPIO, etc.) étaient gérés par le processeur du Raspberry Pi, parfois avec l’aide d’autres puces pour certaines parties spécialisées (l’USB par exemple), mais fondamentalement le travail finissait toujours par revenir au processeur. Avec le Raspberry Pi 5, la fondation marque un changement majeur et introduit une nouvelle puce sur sa machine, dédiée exclusivement au traitement des entrées/sorties.

Cette nouvelle puce, baptisée RP1, a été conçue directement par la fondation par la même équipe qui a été en charge du microcontrôleur RP2040 utilisé au sein du Raspberry Pi Pico, asseyant un peu plus le tournant pris par la fondation ces dernières années, celui de concepteur de puces et non plus seulement d’assembleur.

Ce changement est important, car il modifie fondamentalement la façon dont la fondation conçoit ses machines, rendant le processus d’évolution vers de nouvelles versions plus souples et moins coûteuses. De plus, le fait de ne plus avoir à gérer les I/O devrait débarrasser le processeur d’une partie de sa charge de travail, permettant d’utiliser au mieux les capacités de chaque puce.

Temps réel et bouton power, une nouvelle puce pour la gestion de l’énergie !

En plus de ce nouveau processeur/GPU, de la puce dédiée aux I/O, le Raspberry Pi 5 voit aussi l’arrivée d’une troisième puce, cette fois-ci, dédiée à la gestion de l’alimentation électrique du Raspberry Pi, la Renesas DA9091, fruit de la collaboration entre la fondation Raspberry Pi et la société Renesas.

Cette puce sera dédiée à la gestion de l’énergie au sein du Raspberry Pi 5 (c’est cette puce qui sera en charge de transformer la tension d’entrée en toutes les différentes tensions nécessaires aux différents composants du Pi), mais pas seulement. Grâce à la collaboration directe avec Renesas, la fondation a pu intégrer à la puce une horloge temps réel (RTC) ainsi que la gestion d’un bouton « Power », lequel sera désormais intégré directement sur le Raspberry Pi 5, comme sur les ordinateurs classiques.

Il s’agit là de deux fonctionnalités réclamées de longue date par la communauté. L’horloge temps réel étant utile, voire parfois nécessaire, pour de nombreux domaines de électronique (notamment la réalisation de drones, les télécoms, certains protocoles de communication, ou encore des systèmes de pilotages de moteurs, etc.), et le bouton power étant un élément de l’expérience utilisateur auquel le grand public est habitué et dont l’absence déroutait souvent les novices.

Par ailleurs la fondation a annoncé que l’horloge temps réel pourrait être alimentée par une batterie, ce qui devrait simplifier la réalisation de systèmes à très faible consommation énergétique et destinés à être totalement allumés/éteints selon un cycle précis.

Qui dit nouveau Raspberry Pi dit nouveaux accessoires !

Si le Raspberry Pi 5 conserve globalement le format « carte de crédit » des produits précédents, certains connecteurs ont disparu, bougé ou ont été ajoutés.

Pour résumer rapidement les différentes évolutions du coté des connecteurs :

Suppressions :

• La prise vidéo composite à quatre pôles et la prise audio analogique (port jack). À noter néanmoins, la partie vidéo composite reste accessible via deux pads de cuivre sur le Raspberry Pi 5. On regrettera que le port jack n’ai pas subit le même traitement…

Ajouts :

• Deux connecteurs FPC (Flexible Printed Circuit) à quatre voies, remplaçant l’ancienne prise jack et le connecteur de caméra. Ces interfaces MIPI permettent la connexion de caméras CSI-2 ou d’affichages DSI.
• Un connecteur FPC plus petit, fournissant une voie PCI Express 2.0 pour les périphériques haute vitesse.
• Deux trous de montage pour un dissipateur thermique.
• Connecteurs JST pour la batterie RTC, le débogage ARM et l’UART, ainsi que pour le contrôle PWM d’un ventilateur.

Modifications :

• Le connecteur Ethernet Gigabit est revenu à sa position classique dans le coin inférieur droit de la carte, avec un connecteur PoE à quatre broches, ce qui rompt la compatibilité avec les chapeaux PoE et PoE+ existants.

Pour s’adapter à ces différents changements, certains accessoires ont été mis à jour.

Un nouveau boîtier, avec ventilateur intégré !

Probablement l’accessoire qui intéressera le plus d’utilisateurs, un nouveau boîtier dédié au Raspberry Pi 5 sera disponible et intégrera par défaut un ventilateur, lequel viendra se connecter directement au nouveau connecteur dédié sur le Pi !

Annoncé à 10$ avec le ventilateur, ce boîtier semble extrêmement bien conçu, permettant notamment d’empiler plusieurs boîtiers les uns au dessus des autres, le tout pour un prix extrêmement abordable. La fondation précise également que le design historique a été revu pour permettre de mettre et de retirer le raspberry sans avoir à sortir la carte SD au préalable, un détail certes, mais du confort de vie en plus !

Une nouvelle alimentation électrique 5V 5A pour les tâches intensives.

Plus surprenant cette fois-ci, la fondation annoncé également une nouvelle alimentation 5V qui devrait fournir 25 watts, le tout pour 12$.

D’après les explications fournies par la fondation, même si le Raspberry Pi 5 devrait être beaucoup moins gourmand en électricité, à tâche équivalente, et chauffer nettement moins, la très importante augmentation de la puissance de calcul signifie que dans des cas d’usages extrêmes sa consommation pourrait monter jusqu’à 12W contre 8W pour le Pi 4, obligeant la fondation à limiter le courant dédié aux port USB à 600mA.

La nouvelle alimentation devrait être détectée par le firmware du Raspberry Pi et augmenter le courant dédié aux ports USB à 1600mA. Ce produit ne devrait donc s’adresser qu’aux utilisateurs souhaitant à la fois effectuer des tâches très gourmandes et gérer des périphériques USB eux aussi gourmands (disques durs externes par exemple).

De notre coté ce système de détection firmware/hardware de l’alimentation ne nous réjouit pas, la technique étant souvent la porte ouverte aux abus des constructeurs (coucou Apple). La fondation a néanmoins précisé qu’il serait possible pour les utilisateurs de configurer le Pi 5 pour désactiver la limite de courant sur les alimentations non officielles, l’honneur est sauf donc.

Un « HAT » pour connecter des disques dur SSD M.2 sortira en 2024 !

La fondation a annoncé la sortie pour début 2024 de ce qui sera probablement l’accessoire le plus novateur et qui promet de modifier le plus radicalement l’expérience Raspberry Pi. Il s’agit d’un HAT qui viendra se brancher sur le nouveau connecteur PCI Express 2.0 du Raspberry Pi 5 et proposer un port M.2, ce qui devrait permettre d’utiliser des disques NVMe SSD (et tout autre accessoire à la norme M.2).

Si la nouvelle est si importante, c’est que cela signifie potentiellement qu’il serait possible d’utiliser enfin le Raspberry Pi avec un disque dur plutôt qu’une carte SD, tout en profitant de toute la vitesse que les disques modernes peuvent offrir.

Nous attendons donc avec impatience des nouvelles sur ce futur accessoire pour l’instant encore à l’étape de prototype et dont le prix n’a pas encore été annoncé.

Quelques autres accessoires un peu plus spécialisés.

Enfin, la fondation a présenté d’autres accessoires plus spécialisés :

• Un dissipateur thermique avec ventilateur à utiliser sans boîtier et destiné aux charges très intensives, annoncé à 5$.
• De nouveaux câbles nappes pour les caméras et écrans permettant de brancher les formats classiques aux nouveaux connecteurs « mini », entre 1$ et 3$ selon la longueur du câble.
• Une batterie externe pour alimenter l’horloge temps réel du Raspberry Pi, 5$.
• Un nouveau HAT pour alimenter le Raspberry Pi en ethernet, encore à l’étape de prototype et prévu pour 2024. Le prix n’est pas encore annoncé.

Que ce soit côté performances ou évolutions, le Raspberry Pi 5 s’annonce prometteur !

Annoncé comme deux à trois fois plus performant, ouvrant la voie à de nouveaux usages et changeant radicalement la conception interne de la carte, le Raspberry Pi 5 s’annonce comme une étape majeure de l’histoire du Raspberry Pi.

Et même si son prix de lancement (70€ tout de même chez nous) risque d’en refroidir certains, il y a fort à parier que la fondation nous annoncera d’ici quelques temps une version 1GB et 2GB renouant ainsi avec son prix historique de 35€.

De notre coté nous sommes impatient de voir ce que la communauté fera de ce nouvel outil !

Lire l'article complet : Le Raspberry Pi 5 sort fin octobre et sera jusqu’à trois fois plus puissant !

Jusque là réservés à Hollywood et aux entreprises les plus sécurisées, ces dernières années les lecteurs d’empreinte ont débarqué dans notre vie quotidienne via nos smartphones, et l’intérêt porté par l’industrie à ces capteurs les rend aujourd’hui accessibles à tout un chacun.

Dans ce tutoriel nous allons voir comment nous pouvons utiliser un lecteur d’empreinte digitale, ici le modèle R307 de l’entreprise GROW, avec le Raspberry Pi.

Le but sera donc de connecter le lecteur d’empreinte R307 au Raspberry Pi afin de pouvoir vérifier l’identité d’une personne via son empreinte digitale, et de déclencher un programme en cas de reconnaissance de l’empreinte, ceci afin de vous permettre, par exemple, de créer un système d’authentification, ou de porte sécurisée !

Le matériel nécessaire pour utiliser un lecteur d’empreinte digitale avec le Raspberry Pi.

Avant de passer à la suite, faisons la liste du matériel qui vous sera nécessaire pour créer votre lecteur d’empreinte digitale à base de Raspberry Pi. Vous aurez donc besoin du matériel suivant :

• Un Raspberry Pi, peu importe le modèle.
• Un lecteur d’empreintes digitales R307 de chez GROW
• D’un fer à souder
• De câbles Dupont

À noter qu’il s’agit ici uniquement du matériel pour la partie lecteur d’empreinte, si vous souhaitez par exemple utiliser ce lecteur pour créer un système de porte connectée, alors vous aurez besoin du matériel adapté pour cette autre partie, comme un relais 12V, un verrou électronique, une alimentation électrique 12v.

Pourquoi avoir choisi un lecteur d’empreinte digitale optique et plus spécialement le modèle R307 ?

Cet article fait directement suite à deux articles théoriques sur la lecture d’empreinte digitale. Le premier article s’intéressant à comment fonctionne un lecteur d’empreinte, et le second à comment fonctionne l’analyse et la reconnaissance d’empreintes digitales. Si le sujet vous intéresse et que vous souhaitez comprendre au mieux le fonctionnement d’un lecteur d’empreinte, nous vous conseillons de commencer par lire ces deux articles.

Avec les différentes technologies disponibles, pourquoi avons-nous choisis d’utiliser un lecteur d’empreinte optique, et pourquoi spécialement le R307 de GROW ?

Si nous avons choisis un lecteur d’empreinte optique, c’est parce que ce type de lecteur nous semble convenir à un plus large éventail de situations.

Ce type de capteur, de par sa conception, ne nécessite pas de contact direct entre le doigt et le capteur électronique. Il est donc globalement possible d’isoler totalement la partie électronique de l’environnement, et de ne laisser exposé que la plaque de verre, laquelle ne craint aucune intempérie et pourra facilement être nettoyée en cas de pluie, éclaboussures, etc, voir pourquoi pas remplacée en cas de dommages plus importants.

Ce type de capteur est également moins sensible aux problèmes d’empreintes « sales », et notamment aux problèmes d’humidité (doigt mouillé en cas de pluie, transpiration en cas de températures élevées comme en ce moment, etc.).

Quand au choix du module R307 plutôt qu’un autre, ce sont les facteurs suivants qui ont motivé notre choix : le module est trouvable très facilement et pour un prix abordable ; le module est bien documenté par le fabricant (vous trouverez la documentation ici) ; il est directement compatible avec le Raspberry Pi ; le R307 supporte le stockage des empreintes digitales et leur vérification en interne, idéal pour une utilisation simplifiée ; il supporte aussi la récupération des empreintes brutes, idéal pour une utilisation avancée ; il existe une bibliothèque Python open-source pour interagir avec le module.

Comment connecter le lecteur d’empreinte digitale R307 au Raspberry Pi.

Quand vous touchez au port GPIO du Raspberry Pi, pensez toujours à débrancher le Raspberry avant toute manipulation, un court circuit est vite arrivé !

La première étape de ce tutoriel va être de connecter notre lecteur d’empreintes digitales au Raspberry Pi, et pour cela nous allons commencer par consulter la documentation fournie par le constructeur, le « datasheet », et particulièrement ce que l’on appelle le « pinout », c’est-à-dire la position et l’ordre des différents connecteurs.

En lisant un peu la documentation et en observant ce schéma, on se rend rapidement compte de deux choses. Premièrement que le lecteur communique via une connexion de type « serial », comme l’indique notamment la présence d’un port TXD (Transmit Data) et RXD (Receive Data). Deuxièmement que le module peut être alimenté soit en 5V, soit en 3.3V.

Le Raspberry Pi dispose à la fois de ports 3.3V et 5V, dans notre cas nous allons faire le choix d’alimenter le lecteur en 5V.

Nous allons donc brancher le module de la façon suivante :

Lecteur R307	Raspberry Pi (numérotation physique)
Pin 1 – 5V	Pin 2 – 5V
Pin 2 – GND	Pin 6 – GND
Pin 3 – TXD	Pin 10 – UART0 RXD
Pin 4 – RXD	Pin 8 – UART0 TXD
Pin 5 – TOUCH	Non connecté
Pin 6 – 3.3V	Non connecté

Dans la pratique faire le branchement peut être un peu plus compliqué que prévu. En effet, le module utilise un connecteur micro JST avec un pas beaucoup plus petit que les connecteurs 1.27mm que nous utilisons d’habitude. Par défaut le module est souvent fourni par les vendeurs avec un connecteur JST femelle d’un côté et des câbles sans connecteur de l’autre côté. Vous allez donc devoir ajouter des ports GPIO pour pouvoir connecter le module à votre Raspberry.

L’idéal est d’utiliser une pince à sertir pour les connecteur JST et GPIO, ce qui permet alors d’ajouter proprement un connecteur au pas 1.27mm au bout des fils du connecteur de base.

Si vous ne possédez pas ce type de matériel, pas de panique, vous pouvez toujours couper un câble Dupont femelle, et utiliser un fer à souder pour le raccorder au câble de base. Si vous en avez, n’hésitez pas à ajouter un bout de gaine thermorétractable pour protéger la soudure des contacts électriques involontaires. À défaut, un bout de scotch est déjà une première protection.

Installer les librairies Python pour le lecteur d’empreinte R307 et configurer le Raspberry Pi.

Maintenant que nous avons branché le lecteur d’empreinte, et avant de passer au code pour utiliser le lecteur d’empreinte, nous allons devoir installer les librairies Python utilisées pour contrôler le lecteur d’empreinte digitale, ainsi que configurer le Raspberry Pi pour activer le port série.

Nous allons donc commencer par mettre à jour la liste des dépôts et nous assurer que Python3 et PIP3 soient installés sur le Raspberry Pi. Pour cela, lancez simplement la commande ci-dessous et attendez la fin :

sudo apt update -y && sudo apt install -y python3 python3-pip

Installer la librairie PyFingerprint pour contrôler le lecteur R307

Pour contrôler le lecteur d’empreinte digitale, nous allons utiliser une librairie développée par Bastian Raschke (merci à lui). Et comme Python est un langage merveilleux, il nous suffit pour cela d’utiliser PIP, le gestionnaire de paquets de Python, en lançant la commande ci-dessous :

sudo pip3 install pyfingerprint

Activer le port série du Raspberry Pi

Dernière étape avant de passer au code, nous devons activer le port série du Raspberry Pi afin de pouvoir communiquer avec le lecteur d’empreinte. En effet, par défaut le port série est désactivé, et sur les modèles les plus récents il est potentiellement employé pour la communication bluetooth.

Pour commencer nous allons ajouter l’utilisateur actuel à la liste des utilisateurs ayant le droit d’utiliser le port série. Pour cela, lancez la commande ci-dessous :

sudo usermod -a -G dialout $(whoami)

Ensuite, nous pouvons activer le port série, pour cela je vous renvoie à notre tutoriel pour activer le port série du Raspberry Pi.

Si vous ne l’avez pas fait, redémarrer le Raspberry Pi pour vous assurer que toutes les modifications ont été prises en compte.

Nous allons maintenant pouvoir passer à la dernière étape, le code !

Le code pour enregistrer, vérifier et extraire une empreinte digitale avec le R307.

Pour la dernière étape de ce tutoriel, nous allons réaliser quatre programmes qui vous permettrons d’enregistrer une nouvelle empreinte dans la mémoire du lecteur, de supprimer une empreinte de la mémoire du lecteur, de lire une empreinte digitale et de vérifier si elle correspond à une empreinte stockée dans le lecteur, et enfin de prendre et de télécharger la photo d’une empreinte.

Ces quatre programmes sont relativement simples, mais suffisamment fonctionnels pour pouvoir être utilisés tels quels, notamment grâce à l’appel automatique vers des scripts externes. Vous pouvez bien évidemment les modifier pour les adapter à vos besoins.

Nous n’allons pas nous attarder sur le code lui même, d’abord parce que ce serait très long, ensuite parce qu’il nous semble assez simple et assez largement commenté pour être compris par toute personne sachant un minimum développer en Python. Si vous ne connaissez pas Python et que vous souhaitez apprendre les bases rapidement, je vous invite à consulter notre cours pour apprendre les bases de Python.

L’ensemble du code est disponible ici sur notre GitHub, pour l’installer il vous suffit donc de le télécharger et de le décompresser. Vous pouvez le faire manuellement, ou bien directement via la ligne de commande ci-dessous :

wget https://github.com/RaspbianFrance/raspberry-pi-fingerprint-r307/archive/refs/heads/main.zip -O ~/fingerprint.zip && unzip ~/fingerprint.zip -d ~/fingerprint && rm ~/fingerprint.zip && cd ~/fingerprint

Enregistrer une nouvelle empreinte digitale dans la mémoire du lecteur.

Comme nous l’avons dit au début de cet article, le R307 possède une mémoire interne qui lui permet de stocker une empreinte digitale (en fait un template de l’empreinte, voir notre article sur le traitement des empreintes digitales).

Si cette solution n’est pas forcément la plus adaptée dans le cadre d’un grand nombre d’utilisateurs, c’est en revanche une solution très simple à mettre en place et très adaptée pour une utilisation à plus petite échelle.

Pour enregistrer une nouvelle empreinte, il vous suffit de lancer le script enroll.py, il vous sera alors demandé de placer votre doigt sur le lecteur d’empreinte, ceci deux fois de suite pour assurer une bonne qualité de l’image enregistrée.

Supprimer une empreinte de la mémoire interne du lecteur.

La mémoire interne du R307 permet le stockage de 1000 empreintes, à priori vous devriez donc avoir de quoi voir venir. Néanmoins, vous pouvez avoir besoin de supprimer des empreintes digitales du module, par exemple pour révoquer l’accès d’une personne.

Pour cela, vous pouvez lancer le script delete.py, qui vous demandera le numéro de l’empreinte à supprimer.

Rechercher et vérifier si une empreinte digitale correspond à une empreinte sauvegardée.

C’est probablement la fonctionnalité qui vous intéresse le plus, lire une empreinte et vérifier si elle correspond à une empreinte déjà enregistrée dans le système. Comme nous l’expliquons dans notre article sur le traitement, l’analyse et de la recherche d’empreintes digitales, sachez qu’une empreinte digitale n’est jamais reconnue de façon parfaite, comme l’est par exemple un mot de passe, mais plutôt avec un score de correspondance plus ou moins haut.

Pour cela, vous pouvez lancer le script verify.py. Contrairement aux autres scripts qui se lancent une seule fois, ce script continuera de tourner dans une boucle infinie jusqu’à ce que vous l’arrêtiez manuellement en faisant Ctrl + C.

À chaque tour de boucle, le script vous demandera de placer un doigt sur le lecteur, et attendra jusqu’à détecter une empreinte. Une fois que le script aura capturé une empreinte, il va chercher parmi toutes les empreintes déjà enregistrées dans le lecteur si l’une d’elle correspond à la nouvelle empreinte.

Si aucune empreinte ne correspond, que l’empreinte est trop sale, etc., le programme déclenchera alors le script on_match_failed.sh situé dans le même dossier que le programme de base.

À l’inverse, si une empreinte correspondante est trouvée, le programme déclenchera alors le script on_match_success.sh et lui passera deux paramètres :

• Le premier paramètre sera la position dans la mémoire interne de l’empreinte correspondante.
• Le second paramètre sera le score de confiance dans l’empreinte. Plus ce score est élevé, plus la confiance est forte.

Il vous suffit donc de modifier les script bash pour déclencher l’événement de votre choix selon qu’une empreinte a été reconnue ou non !

Télécharger la photo brute d’une empreinte

Si vous envisagez de créer un système dans lequel des photos brutes d’empreintes sont échangées et stockées, je vous encourage fortement à lire notre article sur le traitement des empreintes digitales, et particulièrement le chapitre traitant des risques liés au stockage de ce type de données. Une empreinte brute qui fuite, ce n’est pas comme un mot de passe, ça ne peut pas se changer !

Un des intérêts du R307 c’est qu’il permet de récupérer la photo brute d’une empreinte, telle que capturée par le lecteur.

Si cela a peu d’intérêt pour les usages les plus simples, cela permet en revanche de créer des systèmes plus complexes dans lesquels il est possible de centraliser les images pour les faire analyser par un autre logiciel que celui du lecteur, ou encore pour créer un système de synchronisation permettant de gérer une flotte complète de lecteurs.

Pour lire une empreinte digitale et sauvegarder sa photo, vous pouvez utiliser le script download_image.py en lui passant en paramètre le nom du fichier dans lequel sauvegarder l’empreinte. Le fichier généré sera une image au format BMP.

Conclusion

Vous savez désormais comment utiliser un lecteur d’empreinte digitale avec votre Raspberry Pi.

Il ne vous reste plus qu’à intégrer ce lecteur à vos projets. Pour cela il vous suffit de modifier les scripts on_match_success.sh et on_match_failed.sh pour déclencher les actions de votre choix, ou bien vous inspirer de ce code de base pour créer un système plus complexe !

Lire l'article complet : Utiliser un lecteur d’empreinte digitale avec le Raspberry Pi.

Lancée dans une relative discrétion, la troisième révision du module officiel de caméra pour le Raspberry Pi, annoncé sous le nom Camera Module 3, vient mettre à jour l’offre vidéo autour du raspberry. Au programme, nouvelles fonctionnalités, meilleure résolution et auto-focus. Petit tour d’horizon des nouveautés proposées.

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Passage d’un capteur de 8 à 12 Méga Pixels pour une meilleure résolution.

Première évolution et sans doute la plus notable pour les non initiés, le passage d’un capteur Sony IMX219 de 8 MP qui équipait jusqu’à présent le Raspberry Pi Camera V2, à un nouveau capteur, toujours de chez Sony, le IMX708, cette fois de 12 MP.

Pour rappel, le nombre de mégapixels correspond au nombre de photo-récepteurs (des récepteurs de lumière) présents physiquement sur le capteur. Une augmentation du nombre de mégapixels en conservant la taille du capteur devrait donc entrainer une meilleure résolution et se traduire par une image plus nette.

Comme par le passé, en plus du module de base, deux déclinaisons sont également proposées.

Une première nommée NoIR, sans filtre infrarouge et destinée à filmer dans le noir, en y ajoutant des LEDs ou projecteur infrarouge. Et une seconde, baptisée Wide, qui proposera un optique grand angle pour filmer avec un angle de vue de 120° au lieu de 70° de base du module. Les deux options pouvant être combinées.

Plus que des mégapixels, une plage dynamique élargie, pour une meilleure luminosité.

S’il s’agit d’une mesure très connue du grand public, le nombre de mégapixels n’est, évidemment pas le seul aspect qui détermine la qualité d’un capteur photo. Ainsi, ce nouveau capteur devrait apporter une autre amélioration bienvenue, une plus grande plage dynamique.

Pour simplifier, la plage dynamique ou « Dynamic Range », correspond à la différence maximale de luminosité qu’un capteur peut enregistrer lors d’une même prise de vue.

Une meilleur plage dynamique signifie donc des photos plus lisibles, avec une restitution plus fidèle des ombres et, dans une certaine mesure, des couleurs.

Le Camera Module 3 dispose enfin de l’autofocus !

Grosse nouveauté par rapport aux versions précédentes, le caméra pi 3 ajoute le support, attendu de longue date, de l’autofocus.

Si le module caméra du raspberry est globalement une très bonne solution en terme de rapport qualité/encombrement/prix, l’absence d’autofocus a toujours été un des gros manques de ce module.

Ainsi, si filmer une scène à mi-distance donnait généralement de très bons résultats, il était assez compliqué de filmer des plans avec des objets se rapprochant et s’éloignant de l’objectif, ou de filmer des gros plan macro.

S’il fallait pour l’instant adapter le focus via des réglages logiciels, ou manuellement en vissant et dévissant la lentille de la caméra, au risque d’abimer le capteur, il ne sera désormais plus nécessaire de recourir à ces différentes astuces, l’auto-focus se chargeant lui même de la mise au point.

Les utilisateurs conserveront évidemment la possibilité de « forcer » un focus particulier au niveau logiciel.

Augmentation du nombre d’images par seconde en mode vidéo

Dernière amélioration notable, le Pi Camera 3 permettra désormais de filmer en 50 FPS en Full HD, contre 25 FPS sur la version précédente.

Si cette amélioration sera probablement assez anecdotique pour des usages industriels (encore que certains cas puissent en tirer profit) ou de vidéo surveillance, la chose sera tout à fait utile pour les personnes désireuses d’utiliser le Raspberry Pi et sa caméra pour un usage davantage tourné vers l’artistique.

Reste à voir si le traitement du flux vidéo et la capacité de calcul du raspberry suivent les 50 images par seconde.

Au final, une mise à jour simple mais efficace, qui devrait trouver sa place.

En conservant la même recette et en se basant sur les acquis tout en améliorant l’existant, la fondation propose un produit simple mais efficace, qui devrait rapidement trouver sa place et remplacer tout en douceur les produits précédents.

Le prix reste inchangé, à 25$. La taille du module reste la même (il sera légèrement plus épais), ce qui permet donc d’utiliser les boitiers, et autres supports physiques des générations précédentes.

Enfin, en ajoutant l’auto-focus, la fondation vient régler ce qui était le dernier gros point noir de son module et propose un produit qui devrait répondre à la vaste majorité des besoins.

Vous pouvez dès à présent retrouver le Pi Camera 3 en vente, que ce soit chez des vendeurs tiers, ou directement chez kubii.fr.

Lire l'article complet : Camera Module 3, un nouveau module caméra 12 MP à 25$ pour le Raspberry Pi.

Petit rappel, cet article est le second de notre série introductive sur la lecture d’empreinte digitale et fait suite à notre premier article intitulé un lecteur d’empreintes digitales, comment ça marche ? Nous vous invitons à le lire avant celui-ci pour une compréhension optimale.

Le troisième article, cette fois-ci sous la forme d’un tutoriel plus technique, porte quand à lui sur l’utilisation du lecteur d’empreintes R307 avec le Raspberry Pi. Cette introduction faite, passons à l’article !

Maintenant que nous avons fait le tour des différentes technologies pour l’acquisition des empreintes, il nous reste à comprendre comment il est possible d’analyser et de reconnaître deux empreintes similaires.

À priori, on pourrait imaginer que la comparaison de deux empreintes est une tâche très simple. Après tout, ne suffit-il pas de superposer les deux images pour voir si elles correspondent ? Et bien en fait non, dans un monde parfait dans lequel chaque capture d’image serait parfaite et ou chaque empreinte resterait toujours la même, cela fonctionnerait effectivement, mais ce n’est hélas pas comme ça que les choses se passent !

Lors de la capture d’une empreinte, celle-ci n’est jamais parfaite, l’empreinte n’est jamais capturée dans son intégralité, la capture peut avoir quelques défauts, le capteur (ou même l’empreinte elle-même) peut être sale. L’empreinte peut aussi avoir un peu changé (une coupure, des travaux manuels qui ont abîmé quelques sillons, etc.). Sans compter que pour que l’image soit toujours la même, il faudrait que la pression appliquée par l’utilisateur lors de la lecture de l’empreinte soit, elle aussi, toujours exactement la même.

Vous l’aurez compris, la tâche est plus complexe que prévue, et comparer deux empreintes, ne revient en fait pas à comparer deux images telles quelles. En fait, la reconnaissance d’empreinte n’est absolument pas comme un mot de passe pour lequel on cherche une correspondance exacte. Dans le cas de la reconnaissance d’empreinte, tout est une question de taux de ressemblance, de probabilité, de motifs et de points de repères.

Le premier niveau de reconnaissance, le motif des empreintes.

Dans la reconnaissance d’empreinte, comme dans beaucoup de domaines liés à l’informatique d’ailleurs, on parle en fait de plusieurs niveaux de reconnaissance, chaque niveau supplémentaire permettant une correspondance plus précise, mais généralement aussi plus complexe.

Au début de cet article nous avons expliqué qu’une empreinte était en fait un ensemble de sillons arrangés généralement selon l’un de ces trois motifs, arche, spirale ou boucle, vous vous souvenez ? Et bien ce type de motif, c’est déjà un premier niveau de reconnaissance d’une empreinte digitale !

Alors évidement, à première vue ce niveau 1 ne parait pas bien précis. Avec un simple calcul on en déduit que chaque empreinte à au minimum 1 chance sur 20 (5%, le pourcentage de motif « arche ») de correspondre à n’importe quelle autre empreinte. Et c’est absolument vrai, mais n’allez pas pensez pour autant que ce niveau 1 de la reconnaissance est inutile, loin de là !

Bien sûr, si vous avez déjà deux empreintes connues et que vous souhaitez simplement les comparer, cela n’a pas beaucoup d’intérêt, le taux d’erreur serait beaucoup trop important. Mais maintenant, imaginez la situation suivante, vous avez d’un côté une empreinte appartenant à une personne inconnue, par exemple une empreinte retrouvée sur une scène de crime, et de l’autre une base de données de plusieurs centaines de milliers d’empreintes, par exemple un registre de police. Votre objectif, retrouver dans cette base de données la personne à laquelle appartient cette empreinte.

Et bien, d’un seul coup, ce niveau 1 devient très intéressant ! En effet, déterminer le type d’empreinte est un travail simple, très rapide, et dont le résultat peut sans problème être calculé dès l’enregistrement de l’empreinte puis stocké directement à côté de l’empreinte de base sans devoir être recalculée à chaque fois. Il s’agit donc d’un critère sur lequel le travail de tri prendra moins d’une seconde pour le dernier des ordinateurs du dernier des commissariats du dernier village du bout du monde. À une époque, il s’agit même d’un travail de tri qui aurait été possible manuellement par une petite équipe de moustachus armés d’une machine à café en ordre de marche !

Hors, ce premier tri vous permet déjà d’éliminer de 40% à 95% des suspects, vous libérant le temps nécessaire à la réalisation des vérifications plus poussées du niveau suivant !

Par ailleurs, ce niveau 1 ne se résume pas seulement au motif, mais également à son orientation, au doigt ciblé, etc ! Oui, 5% des empreintes ont un motif d’arche, mais combien d’empreintes ont un motif arche, penché de 12° dans le sens horaire, sur le pouce gauche ? Et si vous possédez plusieurs empreintes à chercher en même temps, la liste se réduit encore !

Je ne crois pas que les lecteurs d’empreinte numérique aient jamais utilisé le niveau 1 de la reconnaissance comme un critère de reconnaissance suffisant, et si cela a jamais été le cas, ça ne l’est plus depuis longtemps. Mais le niveau 1 reste employé, non pas comme un moyen de reconnaissance formel, mais bien comme un système de tri ultra rapide !

Le deuxième niveau de reconnaissance, les minuties.

Quand on parle de reconnaissance d’empreinte, on parle en fait généralement de ce niveau 2, lequel se base sur l’analyse de ce que l’on appelle des « minuties ».

Nous l’avons dit, une empreinte c’est un ensemble de sillons arrangés selon un schéma. En théorie, une empreinte digitale, ça devrait donc ressembler à l’image ci-dessous à gauche, un ensemble de lignes bien parallèles suivant un schéma parfait. Dans les faits, une empreinte digitale, ça ressemble plutôt à l’image de droite.

Certains sillons se rejoignent, d’autres se créent au milieu de nul part, certains s’arrêtent, il y a des coupures, des sillons qui bifurquent, etc. Au final on compte au moins 11 types de « défauts » différents et notables, parmi lesquels les plus remarquables sont les bifurcations (et leurs variantes), les fins et débuts de crêtes, les îlots, et les coupures de crêtes.

Tous ces défauts sont appelés des « minuties », et ce sont ces minuties qui vont nous servir à identifier une empreinte. Pour cela, on va noter l’emplacement de toutes les minuties visibles dans notre empreinte, leur type, leur orientation, et on va dresser une sorte de carte de leur positionnement relatif les unes par rapport aux autres.

Par exemple, on pourrait dire que la minutie A, est une interruption de crête, à un angle de 12°, et que la minutie B est un îlot de 5 pixels, à un angle de 17°, et que la minutie B est située à 25 pixels sur une ligne à 32° au dessus de la minutie A. Il s’agit ici d’une méthode de représentation relativement simple, mais des méthodes beaucoup plus poussées sont utilisées et font intervenir des notions de mathématiques et de géométrie que je ne maîtrise absolument pas, si le sujet vous intéresse, voici un exemple de papier scientifique sur le sujet.

Au moment de comparer une empreinte, ce sont donc ces minuties qui vont êtres extraites et analysées. Comme nous l’avons dit plus tôt, l’image d’une empreinte n’est jamais une copie parfaite de celle-ci, et de nombreux défauts peuvent perturber l’image. C’est pour cette raison que les minuties sont stockées comme des références les unes par rapport aux autres, avec un niveau élevé de redondance. De façon à pouvoir être reconnues, non pas dans un cadre toujours identique, mais bien les unes par rapport aux autres, peu importe le cadre.

Par ailleurs, l’algorithme de correspondance ne va pas chercher une correspondance de toutes les minuties, ni une correspondance totale, car l’image d’une empreinte digitale étant toujours incomplète et de qualité variable, certaines minuties seront toujours manquantes. L’algorithme va donc plutôt chercher une correspondance suffisamment bonne et sur un nombre suffisamment élevé de minuties pour calculer un score de fiabilité quand à la correspondance des deux empreintes.

Un troisième niveau, plus rarement utilisé.

En plus du deuxième niveau, un troisième niveau de reconnaissance est possible. Celui-ci se base majoritairement sur la détection des pores de la peau, ainsi que les formes individuelles des crêtes, leur taille, leur orientation.

Ce niveau de détection reste aujourd’hui relativement rare, notamment car il demande des capteurs de très haute qualité, des empreintes très propres, etc., parce-que que le niveau 2 reste suffisant pour la vaste majorité des usages, et parce qu’ajouter davantage de minuties augmente de façon finalement peu utile l’espace nécessaire au stockage des données.

Un dernier défi, le stockage et la recherche des empreintes.

Si nous savons maintenant comment une empreinte est analysée afin de pouvoir être comparée, il reste un défi de taille, le stockage de ces empreintes. Là encore, on pourrait se dire que la solution est simple, il nous suffit de stocker les photos originales des empreintes.

Effectivement, la chose est faisable, après tout, stocker les empreintes de 10 millions de personnes, à raison de 10 empreintes par personnes, et pour des fichiers de 256*256 pixels, cela représente, environ 3 Ko par empreinte, sans aucune compression, c’est-à-dire 30 Ko par personne, soit 300 Go, un petit disque dur. Il serait donc tout à fait possible sur le plan technique de stocker toutes ces images, et c’est d’ailleurs à priori ce que fait la justice.

Seulement, tout l’intérêt d’une base d’empreintes ce n’est pas simplement de stocker les empreintes, mais bien de pouvoir rechercher des empreintes à l’intérieur de cette base ! Si nous stockons uniquement nos empreintes sous forme de photos, nous sommes obligés de refaire le processus de calcul pour chaque image de la base à chaque recherche d’empreinte. Autant vous le dire tout de suite, ce serait très long et très cher.

Par ailleurs, si on peut espérer (on a le droit de rêver) qu’un état est capable, dans un cadre centralisé, de stocker de façon sécurisée ce type de données hautement sensibles sur le plan de la vie privée, qu’en est-il pour des entreprises privées, toujours prêtes à vendre nos données personnelles, et pour des objets hautement décentralisés et par nature dérobables physiquement, comme les téléphones ?

Pour ces différentes raisons, la plupart du temps les empreintes ne sont en fait pas (ou pas uniquement) stockées sous forme d’images, mais sous forme de signature, généralement désignée comme un « template ». Cette signature contient habituellement un certain nombre de minuties (souvent uniquement les X plus importantes, ceci pour réduire le poids de la signature), lesquelles sont représentées selon leurs différentes propriétés selon un encodage adapté. Il peut exister différents formats de template, avec certains formats propriétaires, mais globalement et malgré quelques critiques, la norme ISO/IEC 19794-2 semble être ce que nous avons de plus proche d’un standard reconnu en la matière.

Grâce à cette représentation simplifiée, l’ensemble du traitement relatif à l’extraction des données est effectué une seule fois puis stocké, ne laissant plus à faire que le travail de comparaison et de calcul du taux de correspondance. Ainsi, en combinant des techniques de recherche rapide de niveau 1 et en stockant une partie du travail de niveau 2, il devient possible de faire des recherches dans de grands volumes de données dans des temps qui restent raisonnables.

Par ailleurs, cette forme de stockage permet de limiter les risques en cas de vol des données, car même s’il est théoriquement possible de recréer une empreinte qui produira une signature valide à partir d’une signature donnée, il semble pour l’heure impossible de reconstruire une empreinte parfaitement similaire à l’originale à partir de cette signature par essence incomplète.

De nombreux lecteurs d’empreintes sont capables d’effectuer directement ces traitements pour ne transmettre à l’ordinateur connecté que le template final, voir de sauvegarder en interne les templates et d’effectuer la recherche de correspondances directement en interne.

Mais au final, les empreintes digitales sont-elles vraiment fiables ?

Comme nous l’avons vu, contrairement à une vérification par mot de passe pour laquelle on obtient une réponse booléenne, avec une comparaison qui sera soit vraie, soit fausse, une empreinte retournera plutôt une probabilité, un taux de confiance quand à la correspondance de deux empreintes.

En matière d’empreinte et de traitement numérique, il n’existe jamais de certitude absolue, il nous appartient de fixer un seuil que nous considérerons comme adapté selon nos besoins. Ce seuil sera nécessairement un compromis entre le niveau de certitude, le temps de traitement et le taux de faux négatifs, c’est à dire d’empreintes qui auraient du correspondre, mais sont considérées comme différentes par le lecteur, par exemple en raisons de défauts dans l’image capturée.

Ce seuil peut et dois donc varier selon les besoins, il est la plupart du temps adaptable soit par l’utilisateur soit par le constructeur de l’appareil.

Pour déverrouiller votre téléphone ou votre porte de maison, certes, la sécurité est importante. Mais, si cela vous permet d’ouvrir sous la pluie avec le doigt un peu humide, il est préférable que votre empreinte soit considérée comme valide avec seulement 7 points correspondants et risques de faux positif de 0.00001%, plutôt que de passer la nuit dehors avec un taux d’erreur 10 fois plus faible.

Pour qu’une empreinte soit valide dans une affaire criminelle en revanche, on peut estimer qu’une fiabilité très forte est la règle primordiale, quitte à utiliser une fiabilité plus faible lors des phases de recherches pour limiter la puissance de calcul nécessaire, et donc le temps de recherche, et faire un second examen par la suite.

En France, le système judiciaire considère qu’il faut 12 minuties suffisamment proches de l’originale pour déclarer que deux empreintes correspondent. Ce chiffre représente globalement assez bien la moyenne en Europe. Aux USA en revanche, la barre est fixée à 8. Enfin, les français se souviendront du cas dit du « faux Xavier Dupont de Ligonnès », quand un homme avait été arrêté à tort à Glasgow, les enquêteurs ayant détecté une concordance partielle de ses empreintes avec celles de l’homme en fuite. Les enquêteurs n’avaient en fait que 5 points de correspondance…

Par ailleurs, il est à noté que des attaques sur les lecteurs d’empreintes ont non seulement été théorisées, mais également démontrées et exploitées. Les capteurs les plus performants peuvent être dotés de contre-mesures de sécurité plus ou moins efficaces, mais oui, dans une certaine mesure, le truc de la colle qu’on voit dans les films fonctionne vraiment. Pour plus d’infos sur le sujet, je vous conseille l’excellente vidéo de Scilabus sur le sujet.

Enfin, l’empreinte digitale souffre, en comparaison à un mot de passe de bonne qualité, de certains défauts, parmi lesquels on peut citer : l’impossibilité de changer son empreinte digitale (par exemple en cas de vol du fichier contenant l’empreinte originale) ; l’impossibilité de transmettre son empreinte digitale à une autre personne en cas de besoin ; la possible altération de l’empreinte digitale (par exemple en cas de blessure grave) ; l’existence physique de l’empreinte digitale qui permet sont utilisation illégitime par la contrainte ou la ruse.

J’espère que cet article vous aura intéressé et permis de mieux comprendre le processus complexe derrière la reconnaissance d’empreinte. Je vous retrouve dans quelques semaines pour le dernier article de notre série, avec cette fois un article plus technique pour apprendre à utiliser un lecteur d’empreinte digitale avec le Raspberry Pi. D’ici là soyez sage, et ne jouez pas avec la colle !

Lire l'article complet : Article introductif 2/2, comment fonctionne l’analyse, la recherche et la reconnaissance d’empreinte digitale ?

La bonne nouvelle a été annoncée samedi 12 décembre par Eben Upton, PDG de la fondation Raspberry Pi, dans ce billet de blog.

Après 2 ans d’un marché touché de plein fouet par la crise des semi-conducteurs, entrainant une pénurie permanente et rendant quasiment impossible d’acheter un Raspberry Pi, l’horizon semble s’éclaircir enfin, et la fondation Raspberry a même annoncé prévoir un retour à la normale à partir de mi 2023 !

Petit stock mis en vente pour Noël, retour à la normale du marché en 2023 et augmentation du prix du Raspberry Pi Zero, on fait le tour !

Déjà 100 000 exemplaires du Raspberry Pi disponibles pour les fêtes de fin d’année.

Comme pour tous les produits électroniques, Noël et la fin d’année marquent une énorme augmentation des volumes d’achats pour le Raspberry Pi. Depuis 2 ans hélas, le marché est fortement marqué par les pénuries de composants, et dans le cas du Raspberry Pi cela s’est malheureusement traduit par la quasi impossibilité de trouver des produits à un prix acceptable.

Si cette année encore il sera probablement très difficile de trouver un Raspberry Pi à mettre au pied du sapin, Ben Upton a néanmoins annoncé que la fondation était parvenue à mettre de côté un peu plus de 100 000 exemplaires du Raspberry Pi, réparti entre les modèles suivants : Zero W, 3A+ et les variantes 2GB et 4GB du Raspberry Pi 4.

Hélas, 100 000 exemplaires cela reste assez peu, et il est probable que ceux-ci aillent, comme souvent, en priorité au marché Anglophone. Si vous souhaitez offrir un Raspberry Pi pour Noël, vous aurez donc intérêt à surveiller de prêt les stocks chez kubii.fr et chez Amazon ou il est possible que certains revendeurs écoulent une partie des stocks sur le marché secondaire, en espérant que le prix restera raisonnable.

Reprise progressive puis totale du marché Raspberry Pi attendue à partir de 2023.

Plus encore que l’annonce des 100 000 unités à venir, le vrai cadeau de Noël cette année côté Raspberry Pi c’est l’annonce par la fondation d’un retour à la normale du marché pour 2023 !

Pour pouvoir faire face aussi bien que possible à la crise des semi-conducteurs qui touche tout le milieu tech, la fondation a été obligée de répartir sa trop faible production entre le marché à destination des professionnels et constructeurs, et celui à destination des particuliers. L’accent ayant bien sûr été mis sur les professionnels, lesquels avaient des besoins bien plus critiques.

Mais la fondation a annoncé hier que, malgré un retard encore important dans son carnet de commandes à destination des professionnels, elle prévoyait d’augmenter graduellement la part de production dédiée aux particuliers durant l’année 2023.

La fondation a ainsi indiqué être parvenue à sécuriser de larges volumes de production de composants (probablement les System On Chip), qui devraient lui permettre de revenir à un niveau de production permettant de retrouver un marché équilibré et sain, avec plusieurs centaines de milliers de Raspberry Pi disponibles à la vente à tout moment !

La reprise sera évidemment progressive, mais la fondation pense que la situation devrait rester tendue durant le premier quart de 2023, avant de revenir peu à peu à un volume de production comparable à l’avant Covid-19 durant le second quart, et enfin de revenir à un marché totalement fluide sans la moindre pénurie à partir de la seconde moitié de 2023 !

Les premiers modèles à revenir devraient être les Zero et Zero W, suivi des produits peu utilisés par les industriels, comme le PI 3A+, et enfin le Raspberry Pi 4 et tous les modèles plus anciens encore produits !

Le prix du Raspberry Pi Zero va augmenter temporairement de 5$ !

Petite note moins joyeuse dans ce flot de bonnes nouvelles, la fondation a indiqué qu’elle allait augmenter temporairement le prix de la gamme Zero (Raspberry Pi Zero W et Raspberry Pi Zero). En effet, la pénurie a entrainé une augmentation du coup des composants, et la fondation ne pouvait plus vendre la gamme Zero à son prix d’origine sans perdre d’argent, la marge originale étant déjà extrêmement faible…

La fondation n’a pas indiqué si elle prévoyait de revenir au prix d’origine une fois les prix des composants revenus à la normale, comme elle l’avait fait par le passé. A ce stade il semblerait donc, sauf annonce future contraire, que cette augmentation soit définitive.

Deux bonnes nouvelles sont néanmoins à noter sur le front du Pi Zéro.

Premièrement, avec l’augmentation du prix et à partir du retour à la normale durant le second quart de 2023, il ne devrait plus y avoir de limitation sur les volumes d’achats du Pi Zero ! Une nouveauté qui sera la bienvenue, puisque avant même la pénurie généralisée, le Pi Zero était déjà dans une situation de sous-production chronique.

Deuxièmement, le Raspberry Pi Zero 2 ne devrait, lui, pas être touché par cette augmentation !

Lire l'article complet : Vous pourrez de nouveau acheter le Raspberry Pi à 35€ facilement en 2023 ! Mais le Pi Zero sera un peu plus cher.

Ces derniers temps, nous avons eu l’occasion de travailler un peu sur la reconnaissance d’empreinte digitale, et nous allons publier, dans les semaines qui viennent, un article sur l’utilisation d’un lecteur d’empreinte digitale avec le Raspberry Pi.

Lors de la rédaction de cet article plus technique, il nous est apparu intéressant de rédiger deux premiers articles introductifs et plus théoriques, ceci afin de présenter à nos lecteurs les plus curieux le fonctionnement d’un lecteur d’empreinte digitale, et plus particulièrement de répondre à deux questions : comment le lecteur peut-il lire l’empreinte digitale, et comment fait-il pour savoir si deux empreintes sont similaires ?

Cet article est donc le premier de cette introduction théorique au fonctionnement d’un lecteur d’empreintes digitales et sera suivi en temps voulu par un second article traitant de la reconnaissance des empreintes, avant de faire place à un troisième et dernier article plus technique, sur l’utilisation concrète d’un lecteur d’empreintes avec un Raspberry Pi.

Pour commencer, c’est quoi une empreinte digitale ?

Bon, à priori j’imagine que vous savez globalement ce qu’est une empreinte digitale… Mais prenons tout de même un moment pour définir quelques points.

Une empreinte digitale c’est ce motif que tous les êtres humains, sauf la reine d’Angleterre, qui comme chacun le sait est en fait un lézard reptilien mangeur d’enfant, et maladies ou mutations génétiques rares, ont au bout des doigts.

Évidemment tout le monde sait aujourd’hui que les empreintes digitales sont uniques à chaque individu (oui, même pour des jumeaux), et la chose est en fait connue depuis l’antiquité, puisqu’on retrouve des traces d’utilisation de l’empreinte digitale comme moyen de signature chez les scribes de Babylonien aux alentours de -5000 av. J.-C, et que la pratique s’est retrouvée tout au long des siècles.

Bien sûr aujourd’hui la notion d’empreinte digitale nous renvoie immédiatement à son utilisation dans le cadre de la police scientifique. En effet, depuis la fin du XIX^ème siècle les empreintes digitales ont été un moyen d’identification des individus dans le cadre des enquêtes de police, et ont longtemps été considérées, jusqu’à l’apparition des technologies de prélèvement, d’extraction et de séquençage de l’ADN, comme la preuve scientifique ultime de l’identité d’une personne, et potentiellement donc de son implication dans un crime ou délit.

Pour aller un peu plus loin et afin de pouvoir nous servir de ces termes par la suite, prenons encore un peu de temps pour décrire une empreinte digitale.

Une empreinte digitale est constituée de sillons, avec un partie creuse, la vallée, et une partie haute, la crête. Ces sillons sont généralement (95% des cas), arrangés selon 3 motifs distincts, la boucle (~60% des cas), la spirale (~30% des cas) et l’arche (~5% des cas). Un individu peut avoir 1, 2, 3, et parfois plus motifs répartis entre ses (normalement) 10 doigts.

Ces premiers points sur les empreintes digitales étant définis (nous aborderons certains points plus poussés quand nous nous intéresserons à la reconnaissance des empreintes), nous pouvons passer à la première question technique qui nous intéresse, le fonctionnement d’un lecteur d’empreinte digitale !

C’est quoi un lecteur d’empreinte digitale ?

Pour commencer, prenons quelques paragraphes pour expliquer ce qu’est un lecteur d’empreinte digitale et comment ça fonctionne.

Un lecteur d’empreinte digitale, comme son nom l’indique, est un appareil électronique visant à lire, à capturer, une empreinte digitale. Concrètement, le rôle minimum de cet appareil est donc de retranscrire dans un format numérique lisible par un ordinateur, une empreinte digitale physique, c’est-à-dire de reproduire les crêtes et les vallées d’une empreinte.

Généralement ces modules proposent, en plus de la fonction d’acquisition décrite précédemment, d’autres fonctions telles que le traitement de l’image, le stockage des empreintes et, bien sûr, la comparaison d’empreintes digitales. Nous reviendrons sur ces différentes fonctions plus en détails plus tard.

Comment un lecteur d’empreinte digitale fonctionne-t-il et quelles sont les différentes technologies employées ?

Du point de vue technique, les lecteurs d’empreintes digitales visent tous, dans un premier temps, à générer une image (généralement en noir et blanc ou en nuances de gris) d’une empreinte digitale.

Si tous les lecteurs d’empreintes cherchent à générer une image, ils emploient en revanche pour cela des techniques différentes, qui ont toutes pour point commun de chercher à détecter les crêtes et les vallées de l’empreinte digitale afin de transformer le résultat final en une image.

Pour obtenir ce résultat, on peut distinguer au moins 5 grandes catégories de lecteurs.

Les lecteurs optiques

Les lecteurs optiques utilisent un système de caméra et d’éclairage pour prendre une photo de l’empreinte. La technique est finalement très semblable à ce que vous pouvez faire quand vous regardez vous-même vos empreintes.

Grâce aux ombres et aux différences de couleurs entre les crêtes et les vallées de votre empreinte, particulièrement mises en contraste par un éclairage généralement à 45°, l’image capturée peut ensuite être analysée pour en extraire les motifs de votre empreinte.

C’est une technologie relativement historique et c’est probablement l’image que la plupart d’entre nous se faisait du lecteur d’empreinte (en dehors du cliché hollywoodien de la main bleu ou rouge sur un écran de contrôle holographique), avant que la technologie ne débarque dans nos smartphones.

C’est ce type de lecteur que nous utiliserons avec le Raspberry Pi, et plus précisément ce lecteur ci.

Les lecteurs capacitifs passifs

Les lecteurs capacitifs (passifs) utilisent la différence de capacité électrique entre la peau et l’air. La surface de ces lecteurs et composée de centaines ou de milliers de petites cellules électroniques capables de détecter la différence de capacité électrique des matériaux à leur contact. Quand vous pressez votre doigt contre la surface votre peau est en contact direct avec celle-ci sur les crêtes de votre empreinte, mais dans les vallées une fine couche d’air isole votre peau de la surface. En détectant la capacité de chaque cellule, le capteur peur alors reformer une image des sillons de votre empreinte !

C’est cette technologie qui est aujourd’hui massivement employée dans nos portables, ou sur les lecteurs de nos ordinateurs, tablettes, ou les systèmes de double authentification, car c’est la technologie qui offre la meilleure capacité de miniaturisation (au passage, n’hésitez pas à lire notre article sur les limites de la miniaturisation).

Les lecteurs à champs électriques, aussi appelés capacitifs actifs.

Ces lecteurs sont relativement comparables aux lecteurs capacitifs passifs, mais utilisent à la place un champs électrique qui parcours les couches internes de la peau, lesquelles présentent des conductances électriques variables, entraînant des variations dans le champs électrique des crêtes et des vallées de l’empreinte. Là encore des cellules capables de mesurer ces différences de champs forment la surface du capteur et permettent de retranscrire l’emprunte.

Cette technologie est aujourd’hui moins utilisée, car plus complexe et contraignante à mettre en œuvre que les lecteurs capacitifs passifs pour un résultat finalement assez proche. Même s’ils peuvent sembler assez semblables aux lecteurs passifs, il est possible de reconnaître ces lecteurs car il est nécessaire lors de leur utilisation de toucher un point conducteur (le plus souvent une barre en métal en bas du lecteur) qui est chargée de transmettre le champs électriques dans le doigt.

Globalement les lecteurs capacitifs passifs semblent donc être une bien meilleure alternative.

Les lecteurs thermiques

Probablement mes lecteurs préférés, sur le papier, parce que je trouve leur fonctionnement drôle et improbable. Bonus, j’ai découvert en écrivant cet article que cette technologie a été inventée par un français, Jean-François Mainguet, lequel a un super site sur le sujet !

Ces lecteurs utilisent des matériaux pyroélectriques, c’est à dire qui ont la capacité d’émettre un faible courant lorsque leur température varie, pour détecter des changements de température. Comme pour les lecteurs capacitifs passifs, une fine couche d’air est piégée entre votre peau et la surface du lecteur quand vous pressez votre doigt à sa surface. L’air étant un très bon isolant thermique, la température à surface du lecteur va donc changer beaucoup plus rapidement là ou votre peau touche directement le lecteur (les crêtes de l’empreinte), et plus lentement là ou ils ne sont pas en contact (les vallées). Grâce aux nombreuses cellules pyroélectriques, le capteur peur alors reformer votre empreinte !

Même si je trouve leur fonctionnement très amusant, ces lecteurs tendent aujourd’hui fortement à disparaître car jugés peu pratiques. En premier lieu le temps de détection de l’empreinte est assez court, car la température à la surface du lecteur va rapidement atteindre un équilibre, ne permettant plus de détecter l’empreinte. Ensuite, parce qu’en raison des coûts de fabrication ces lecteurs ont souvent été construits sous forme de barres nécessitant de faire glisser le doigt pour lire l’empreinte, ce qui est considéré comme moins pratique.

À noter quand même que ces lecteurs offrent l’avantage d’être relativement petits tout en étant très simples à intégrer dans un produit à la construction moins millimétrée que celle d’un smartphone.

Les lecteurs à ultra-sons

Dernière technologie à présenter, les lecteurs à ultra-sons, qui utilisent la différence de résistance au passage des sons (impédance acoustique) entre les crêtes de l’empreinte, qui touchent directement le capteur, et les vallées qui sont séparées par notre éternelle couche d’air.

Là encore, la surface du capteur est constituée de nombreuses cellules qui vont à la fois jouer le rôle d’émetteur et de capteurs des ultrasons, permettant pour chaque cellule de détecter la distance entre sa surface et l’objet le plus proche, ce qui lui permet donc de détecter les vallées et les crêtes de notre empreinte.

Si ces capteurs sont historiquement beaucoup plus chers à produire, les avancées récentes dans le domaine de la micro-électronique des ultra-sons, notamment portées par les recherches médicales, a largement réduit les coûts de ces technologies. Aujourd’hui cette technologie qui a longtemps été considérée comme trop chère et moins intéressante que les capteurs capacitifs passifs revient en force, notamment avec l’apparition de capteurs d’empreintes situés sous les écrans des téléphones.

Les techniques varient, mais tout fini en images !

Après ce petit tour d’horizon des différentes technologies disponibles, vous pouvez constater que si les techniques varient, le résultat final est lui toujours le même, une image, généralement en nuances de gris, de l’empreinte digitale d’origine. Mais maintenant il s’agit de savoir quoi en faire…

Cela tombe bien, ce sera justement le sujet du prochain article de cette série qui sortira dans quelques semaines et qui traitera de l’analyse, de la comparaison et de la recherche des empreintes digitales ! Alors abonnez-vous à la newsletter pour ne pas rater la suite, et à dans quelques semaines !

Lire l'article complet : Article introductif 1/2, un lecteur d’empreinte digitale, comment ça marche ?

En avril 2022 la fondation Raspberry Pi a annoncé que pour des raisons de sécurité, le compte utilisateur pi et le mot de passe raspberry qui étaient jusqu’à présent définis par défaut lors de l’installation d’un Raspberry Pi avec Raspberry Pi OS seraient désormais désactivés.

Si la présence d’un compte par défaut était effectivement discutable du point de vue de la sécurité, car ouvrant la voie à des attaques automatisées visant les équipements mal configurés, cela était en revanche bien pratique pour les utilisateurs. Dans ce tutoriel nous allons donc voir comment définir un utilisateur et un mot de passe pour le Raspberry Pi, d’abord lors de l’installation de Raspberry Pi OS sur la carte SD, puis après l’installation de Raspberry Pi OS, si vous avez oublié de définir le mot de passe lors de la création de la carte SD.

Pour ce tutoriel vous aurez uniquement besoin :

• d’un Raspberry Pi, peut importe sa version
• de sa carte SD
• éventuellement d’un lecteur de carte SD si votre PC n’en est pas équipé nativement

Définir le mot de passe utilisateur au moment d’installer Raspberry Pi OS

Dans un premier temps, nous allons voir comment définir le mot de passe de l’utilisateur lors de l’installation de Raspberry Pi OS (anciennement Raspbian) sur la carte SD.

Pour installer notre OS sur la carte SD, nous allons utiliser le logiciel Raspberry Pi Imager, auquel nous avons déjà consacré un article.

Vous pouvez donc insérer votre carte SD dans votre ordinateur, lancer le logiciel Raspberry Pi Imager, et cliquer le bouton pour choisir l’OS de votre choix, dans le cas présent Raspberry Pi OS. Une fois que vous avez choisi l’OS, vous pouvez voir qu’un bouton avec une icône d’engrenage apparaît en bas à droite du logiciel.

En cliquant sur cette icône vous pourrez alors accéder à la fenêtre des options avancées, laquelle vous permettra de choisir d’activer ou non un serveur SSH, de configurer un réseau Wi-Fi, mais surtout, et c’est ce qui nous intéresse, de créer un compte utilisateur et un mot de passe par défaut.

Cochez donc la case « Set username and password », et rentrez le nom utilisateur et le mot de passe de votre choix dans les champs « Username » et « Password ». Dans mon cas j’utilise généralement le compte pi et le mot de passe raspberry, par habitude, mais vous pouvez tout à fait utiliser le mot de passe de votre choix.

Petit point à considérer tout de même, si vous n’utilisez pas un clavier QWERTY, n’oubliez pas qu’il est possible lors de votre première connexion que le clavier du Pi ne soit pas dans votre langue habituelle, essayez donc, au moins pour la première installation, d’éviter les accents et autres caractères spéciaux ou régionaux…

Après cela, il ne vous reste plus qu’à cliquer sur le bouton de sauvegarde en bas des paramètres avancés, choisir la carte SD sur laquelle installer l’OS, et lancer l’écriture sur la carte.

Une fois l’écriture terminée, retirez la carte, insérez la dans le Raspberry Pi, branchez-le, et attendez jusqu’à la fin de l’installation, et voilà, votre compte utilisateur est prêt !

Comment créer un compte utilisateur après la création de la carte SD et sans interface graphique !

Il arrive souvent que l’on oublie de créer le compte utilisateur lors de la création de la carte SD, que ce soit par méconnaissance ou par simple distraction. Heureusement, il est toujours possible de définir un compte utilisateur et un mot de passe par défaut après la création de la carte SD, et ce sans avoir besoin d’interface graphique ou de clavier à connecter au Raspberry Pi.

Attention néanmoins, la création d’un utilisateur via cette méthode n’est possible que jusqu’à ce que le compte par défaut ait été créé. Une fois le compte par défaut créé vous devrez impérativement passer par celui-ci et utiliser la commande rename-user.

Pour définir le compte utilisateur par défaut, il vous suffit, en fait, de créer un fichier qui contiendra le nom de l’utilisateur à créer, ainsi que le hash de son mot de passe, séparés par deux point.

La notion de hash correspond à l’idée de prendre des données en entrée d’un algorithme, par exemple un mot de passe, et de générer en sortie une chaîne de caractères d’une longueur fixe, et qui, idéalement, aura les trois caractéristiques suivantes :

• Être toujours la même pour deux entrées similaires
• Être toujours différente pour deux entrées différentes
• Ne pas permettre de retrouver les données d’entrée

Grâce à ces caractéristiques, il est possible de stocker une forme dérivée d’un mot de passe, qui pourra par la suite être comparée à un mot de passe entré, mais qui ne permettra pas à un attaquant qui réussirait à accéder aux données stockées de retrouver le mot de passe original.

Si la notion de hash vous intéresse, vous trouverez plus d’informations sur la page wikipedia dédiée.

Il existe de très nombreuses fonctions de hachage, mais dans notre cas nous allons devoir hacher notre mot de passe dans un format qui corresponde à celui du fichier /etc/shadow, lequel contient la liste des mots de passe utilisateurs dans les systèmes Linux.

Pour cela, vous pouvez utiliser directement la ligne de commande mkpasswd sous Linux, mais le plus simple sera probablement d’utiliser un outil en ligne comme mkpasswd.net en choisissant comme type de hash crypt-sha512.

Il ne vous reste alors plus qu’à créer un fichier nommé userconf.txt dans la partition boot de la carte SD du Raspberry Pi, et d’y écrire <username>:<hashed_password>, ou <username> sera le nom de l’utilisateur, et <hashed_password> le hash de son mot de passe, tel que obtenu via mkpasswd.

À titre d’exemple, voilà ce que cela donne pour créer un utilisateur pi avec le mot de passe raspberry :

pi:$6$c70VpvPsVNCG0YR5$l5vWWLsLko9Kj65gcQ8qvMkuOoRkEagI90qi3F/Y7rm8eNYZHW8CY6BOIKwMH7a3YYzZYL90zf304cAHLFaZE0

Il ne vous reste plus qu’à récupérer votre carte SD, l’insérer dans le Pi, attendre la fin du démarrage, et voilà, votre nouvel utilisateur est disponible !

Conclusion, fallait-il vraiment retirer le mot de passe par défaut ?

Nous espérons que cet article vous aura été utile, et qu’il sortira de l’embarras bien des débutants. À la rédaction de cet article et suite à notre utilisation du Pi depuis avril 2022, nous ne pouvons toutefois nous empêcher d’avoir quelques doutes quand au bien fondé de la suppression du mot de passe par défaut.

Ne pensez pas que nous ne soyons pas sensibles à la question de la sécurité informatique, bien au contraire. Et nous avons conscience que la présence d’un mot par défaut peut-être vu comme un risque de sécurité, spécialement dans le cadre d’attaques de masse automatisées. Mais nous pensons que la sécurité ne devrait pas être un frein à l’expérience utilisateur. Sans quoi elle ira de fait à l’encontre du but initial, nous en voulons pour preuve l’enfer des mots de passe nécessitant 8 lettres, 5 chiffres, 2 caractères spéciaux, 3 ornithorynque, 1 gnome enroulé dans du jambon, 2 boites de raviolis et une incantation à la lune chantée en mi-bémol, et grâce auxquels il suffit aujourd’hui de regarder sur les post-it accrochés aux écrans des secrétaires du monde en entier pour accéder à toutes les données d’une entreprise…

Hors, si la présence d’un mot de passe par défaut peut-être vu comme un risque de sécurité, ce risque restait faible dans le cadre d’une utilisation classique, c’est à dire sur un réseau privé, ceci d’autant plus que l’accès SSH à distance est désactivé par défaut.

La facilité d’utilisation apportée par la présence d’un compte par défaut sur un produit avec lequel il n’est pas rare de multiplier les installations et ré-installations était, elle, un vrai point positif à l’utilisation. D’autres solutions moins contraignantes et plus claires pour l’utilisateur débutant que la suppression pure et simple du compte par défaut nous semblaient plus adaptées.

Lire l'article complet : Créer un compte utilisateur et un mot de passe par défaut pour le Raspberry Pi.

En Janvier 2021, la fondation Raspberry Pi annonçait son arrivée dans le marché des microcontrôleurs avec le Raspberry Pi Pico, un microcontrôleur puissant à seulement 4$. Aujourd’hui la fondation Raspberry Pi annonce le lancement d’une nouvelle version, le Pi Pico W, venant ajouter la connectivité Wi-Fi à sa petite machine !

Petit tour d’horizon des nouveautés et des fournisseurs.

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Une précédente version très bien accueillie par le public.

Avec le lancement du premier Raspberry Pi Pico la fondation avait réussi un joli coup en offrant un produit simple d’accès, petit, puissant, versatile et bon marché. Le Pi Pico répondait donc aussi bien aux besoins des professionnels désireux de trouver une solution clé en main pour embarquer un microcontrôleur relativement puissant, qu’à ceux des hobbyistes désireux de se lancer plus avant dans l’électronique embarquée sans forcément avoir à passer par l’apprentissage du langage C ou la conceptions de circuits électroniques trop avancés, tout en offrant une alternative encore plus abordable au célèbre Arduino, le standard de facto en matière de microcontrôleur grand public.

Preuve que le Pi Pico répondait à un réel besoin, un an après son lancement la fondation en a déjà écoulé plus de 2 millions d’unités, un chiffre impressionnant pour un produit qui, malgré toutes ses qualités, concerne une communauté plus experte que celle du Raspberry, et un marché sur lequel une offre standard et diversifiée était déjà largement accessible, à la différence de la situation rencontrée lors du lancement des Raspberry Pi classiques.

Il convient néanmoins de noter que ce succès a probablement été amplifié par une disponibilité du Pi Pico relativement irréprochable, dans un secteur touché de plein fouet par les pénuries de composants, pénuries dont le Raspberry Pi classique est d’ailleurs largement victime.

Avec l’ajout du Wi-Fi, le Raspberry Pi Pico W s’oriente plus que jamais vers l’IoT.

Avec ce nouveau Raspberry Pi Pico W, la fondation ajoute une puce Wi-Fi à son microcontrôleur, venant ainsi combler ce qui nous semblait être le dernier manque majeur du modèle précédent, en simplifiant très largement son usage pour l’embarqué et l’internet des objets.

En arrivant sur le marché des cartes microcontrôleur, il est évident que la fondation se plaçait en concurrence avec l’Arduino, lequel est le standard historique à la fois des hobbyistes, makers et hackers, comme des industriels cherchant une solution polyvalente et prête à l’emploi en matière de carte microcontrôleur.

Si le Pi Pico semblait avoir tout pour réussir (une plus grande puissance ; un encombrement réduit ; un prix plus faible ; une plus grande simplicité d’utilisation ; moins de barrières techniques à l’entrée), il restait néanmoins un autre marché sur lequel il était en retard, celui de l’internet des objets.

En effet, sur le papier le Pi Pico avait à la fois un encombrement, un prix et une consommation électrique suffisamment faibles pour être la base parfaite de tout objet connecté, mais il lui manquait encore une chose, la connexion à internet… Une limitation d’autant plus complexe que l’ajout d’internet à un microcontrôleur qui en est originellement dépourvu est loin d’être une tâche aisée.

Historiquement la communauté amateurs, mais aussi industrielle, s’est souvent tournée pour ce type de tâche vers les module ESP8266 et son successeur l’ESP32, soit en les utilisant seuls comme cœur du système, soit en combinant avec un Arduino.

Grâce à l’ajout du Wi-Fi, le Raspberry Pi Pico W devrait donc désormais non seulement entrer en concurrence avec l’Arduino, mais également avec l’ESP32, en faisant définitivement un outil de choix pour la création d’objets connectés nécessitant un accès à internet.

Côté technique, comment ça fonctionne ?

Sur le plan technique l’ajout du Wi-Fi s’est fait via l’ajout sur le Raspberry Pi Pico d’une puce Wi-Fi CX43439 de chez Infineon, laquelle est embarquée sur le Pi Pico W sous un bouclier métallique chargé d’éviter les interférences, point important pour les professionnels car permettant de réduire les coûts liés aux certifications de conformités sur les émissions radio.

Point très intéressant à noter, la puce Wi-Fi d’Infineon offre le support du Bluetooth et du Bluetooth Low-Energy. Si ces fonctionnalités ne sont pas activées au lancement du produit, la fondation a indiqué qu’elle pourrait les activer dans de futures mises à jour.

Côté logiciel, des mises à jours sont disponibles dès à présent, notamment une image UF2 avec le support du réseau pour les utilisateurs de MicroPython et une mise à jour du Pico SDK pour les développeurs C. Une documentation très détaillée sous la forme d’un guide intitulé « Connecting to the Internet with Raspberry Pi Pico W » est également disponible pour les deux langages.

D’après ces documents, lister les réseaux Wi-Fi et s’y connecter ne devrait donc pas prendre plus d’une dizaine de lignes en Python (en C, on imagine qu’il faudra probablement créer 300 pointeurs et organiser le transport de chaque bit par pigeon voyageur, une opération donc relativement simple comparée au fait d’écrire un helloworld.c sans faille de sécurité…).

Comme à son habitude, la fondation a également veillé à conserver la forme actuelle du Pi Pico afin de permettre le passage direct de l’ancienne à la nouvelle version.

Un Raspberry Pi Pico H et Pico WH en bonus, avec des connecteurs GPIO déjà soudés.

Dernier point à noter, en plus du lancement du Pico W, la fondation a également lancé le Pico H à 5$ qui est tout simplement un Raspberry Pi Pico classique avec des connecteurs GPIO déjà soudés à la carte, comme cela avait été le cas pour le Pi Zero et le Pi Zero H.

Un Pico WH sera disponible d’ici quelques temps à 7$ et ajoutera les connecteurs GPIO pré-soudés au nouveau Pico W.

Quelle disponibilité prévoir et où peut-on acheter le Raspberry Pi Pico W ?

Contrairement aux Raspberry Pi classiques, le Pi Pico W, comme son prédécesseur, a été conçu et lancé durant la pénurie de composants électroniques, et la fondation semble avoir fait particulièrement attention à pouvoir assurer la production et la livraison de ces machines. S’il faut en croire l’expérience passée du Raspberry Pi Pico, nous ne devrions donc pas avoir de rupture de stock.

Quant à acheter le Raspberry Pi Pico W, vous pouvez vous le procurer dès maintenant chez notre partenaire kubii.fr ou bien ici chez Amazon.

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Lire l'article complet : Lancement du Raspberry Pi Pico W, un microcontrôleur avec le Wi-Fi !

Aujourd’hui plutôt qu’un des habituels tutoriels et autres articles d’actualités habituellement publiés ici, je vous propose plutôt une réflexion, une analyse sur le sujet suivant : La loi de Moore est mourante, le progrès de la puissance informatique touche à sa fin et le Raspberry Pi Zero 2 W en est une illustration.

Cet article est donc davantage un article de fond, une explication et une analyse des limites auxquelles semble devoir se confronter l’industrie électronique. Bien que ne nécessitant pas de connaissances techniques, scientifiques ou économiques, il demande néanmoins probablement un peu plus d’attention que les articles habituellement publiés ici.

Dans cet article, je commencerai donc par revenir sur le nouveau produit lancé par la fondation, le Raspberry Pi Zero 2 W et sur ses évolutions vis à vis du modèle précédent. Par la suite, je chercherai à dresser un modèle et à proposer un cadre de référence offrant des aspects similaires, afin de permettre d’analyser et de théoriser les difficultés, les raisons et les enjeux de ces améliorations. À partir de ce modèle et de ce cadre de référence, je m’attacherai à analyser les techniques mises en œuvre pour apporter ces améliorations, et ce que ces techniques nous disent de l’état d’avancement du Raspberry Pi. Enfin, je conclurai cet article en commençant par montrer comment les propos développés pour le cas particulier du Raspberry Pi peuvent être élargis au reste de l’industrie électronique, avant d’offrir des pistes de réflexions sur ce vers quoi semble tendre le futur de cette industrie, pour terminer en interrogeant les décisions que nous pourrions alors êtres amenés à prendre.

Mais avant de rentrer dans l’analyse et la théorie, et à des fins de contexte, revenons dans un premier temps sur le nouveau modèle de Raspberry Pi qui servira d’exemple concret tout au long de cet article.

Le Raspberry Pi Zero 2 W, qu’est-ce et qu’est-ce qui change ?

Le Raspberry Pi est un micro-ordinateur de la taille d’une carte bleu, qui est bien connu des amateurs d’informatique. Historiquement, la gamme « Zero » du Raspberry Pi correspond à des machines plus petites, consommant moins d’électricité, et vendues à un prix plus bas (5€ ou 10€) que les autres modèles de Raspberry Pi. Cette gamme est donc naturellement considérée comme étant destinée à l’informatique embarquée, à la domotique, à l’IoT et de façon plus générale aux applications nécessitant peu de puissance de calcul et une consommation électrique ainsi qu’un espace physique réduits.

Le 18 Octobre 2021, la fondation Raspberry Pi a annoncé le lancement d’un nouveau modèle, le Raspberry Pi Zero 2 W, une évolution du Raspberry Pi Zero W.

Nouveau modèle, nouveau processeur, même mémoire vive…

Avec ce nouveau modèle, la fondation affiche la volonté d’améliorer la puissance de sa gamme dédiée à l’embarquée, sans offrir de nouvelles fonctionnalités. Il s’agit donc de permettre à ses ordinateurs mono-carte d’entrée de gamme de gagner en puissance, sans pour autant modifier la cible technique et commerciale du produit.

Cette stratégie est classique et correspond globalement à l’évolution naturelle d’un produit issu de l’industrie informatique dont la forme est déjà ancrée et aboutie. On est donc dans le cadre d’une évolution, comme le passage des disques dur 512 Go à 1 To, par opposition à une révolution, comme le passage des disques dur à plateau aux disques SSD.

La principale nouveauté avec ce modèle est l’arrivée, à la place de l’ancien processeur monocœur à architecture ARM11, d’un processeur quad-core à architecture ARM53, basé sur l’architecture du Raspberry Pi 4 et le processeur du Raspberry Pi 3.

Si ce nouveau processeur quad-core devrait offrir des gains importants en matière de puissance de calcul et donc de performances (la fondation annonce une multiplication par 5 des performances pour les applications multi-thread), on ne pourra s’empêcher de remarquer que la mémoire vive, elle, n’a pas été revue à la hausse, ce qui est pourtant la norme avec ce type d’évolution.

Cette stagnation de la RAM n’a pas manqué d’interroger les consommateurs et les observateurs médiatiques mais, vous allez le voir, elle n’a rien d’un hasard et semble pointer une sorte d’impasse vers laquelle se dirige doucement la fondation Raspberry Pi, comme le reste de l’industrie.

Prix, Encombrement, Puissance, une question d’équilibre.

Avec un nouveau modèle clairement axé sur la puissance plutôt que sur les nouvelles fonctionnalités, beaucoup se demandent pourquoi la fondation a choisi de n’intégrer « que » 512 Mo de RAM sur le Pi Zero 2 W. En fait, il y a fort à parier que la fondation n’a pas tellement eu le choix…

D’après l’article de blog accompagnant la sortie de ce nouveau modèle, augmenter la puissance du Pi Zéro semble en effet avoir été des plus compliqués. En cause ? Une sorte d’équivalent électronique de la crise du logement de nos grandes villes : plus il y a de monde, moins il y a de place et moins il y a de place, plus c’est cher…

Petite modélisation simplifiée de la théorie de l’encombrement à l’usage de l’industrie électronique.

Un ordinateur mono-carte comme le Raspberry Pi, c’est plein de composants électroniques, reliés entre eux sur un seul circuit imprimé.

Si nous faisons abstraction des principes de fonctionnement interne, nous pouvons considérer qu’un composant offre un service dans une certaine quantité (vitesse de calcul, capacité de stockage, type de connectique et vitesse de transfert). Appelons cela de la « Puissance ».

Pour fournir cette puissance, le composant va imposer 3 contraintes, que l’on pourrait aussi modéliser comme l’utilisation d’un stock de ressources : il consomme de l’énergie ; il prend de la place ; il doit être relié aux autres composants. Appelons l’ensemble de ces contraintes « Encombrement », une notion qui peut être à rapprocher de celle abordée au sein de la théorie de l’encombrement.

Dans les faits de nombreuses autres contraintes peuvent être associées aux composants, comme des plages de tensions électriques, une sensibilité électromagnétique, une plage de températures d’utilisation, une vitesse de fonctionnement, une émission de chaleur, etc. Mais pour faire un modèle, c’est-à-dire une représentation approximative mais suffisamment bonne de la réalité pour nous permettre de la manipuler et de l’analyser dans un cadre donné, nous pouvons nous limiter à ces 3 contraintes. Les autres contraintes pouvant souvent être représentées par ces 3 contraintes de base, comme l’émission de chaleur qui se traduit classiquement sous forme de contraintes de consommation d’énergie et de place.

Enfin, un composant va avoir un coût monétaire, un prix, que nous appellerons donc avec beaucoup d’imagination« Prix ».

Je pense que vous l’aurez vu venir, il y existe un rapport direct entre Puissance, Encombrement et Prix. Pour simplifier, on pourrait modéliser ce rapport sous la forme Prix = Puissance / Encombrement. Ou pour l’exprimer d’une façon plus compréhensible encore : plus la puissance augmente pour le même encombrement, plus c’est cher.

À puissance égale, en payant un composant plus cher, il est souvent possible de diminuer son encombrement, et à l’inverse, en utilisant un composant plus encombrant, il est possible de le payer moins cher.

Comme on sature une ville, on sature un ordinateur.

Si nous prenons une ville, chacun sait qu’elle ne peut étendre sa taille à l’infini, a minima parce que le territoire dont nous disposons n’est pas infini. Chacun sait aussi que plus une ville offre de potentiel économique, culturel, etc., plus elle est considérée comme attractive, et plus nombreux sont les gens à vouloir y vivre. Il en résulte habituellement qu’une fois la taille maximale de la ville atteinte, par l’effet de contraintes de nature géographiques, historiques, politiques ou tout simplement structurelles (réseaux de transports, temps de trajets, etc.), celle-ci se met à transformer et optimiser son habitat.

Concrètement, cela se traduit habituellement de la façon suivante, le nombre des logements augmente tandis que leurs surfaces individuelles diminuent, et que le prix pour une même surface grimpe. Ou, dit plus simplement, chacun sait qu’on loue ou que l’on achète à Paris un appartement de 9m² le prix d’une maison de 150m² dans la Creuse.

Mais chacun sait aussi que cette optimisation atteint naturellement une limite, laquelle est habituellement imposée par l’espace minimal nécessaire à un habitat ― que cet espace soit fixé par la loi ou simplement dérivé de contraintes physiques et d’habitabilité ―, par l’exclusion de la partie de la population constituée des classes sociales ne pouvant plus payer le prix des logements, par la saturation des réseaux de transports, ou plus généralement par un mélange des trois, la ville étant alors qualifiée en français de « Capitale ».

C’est que, de même qu’il n’existe pas de croissance infinie, il n’existe pas non plus de diminution infinie, et comme il en va des villes, il en va des ordinateurs.

Un ordinateur mono-carte n’est pas si différent d’une ville. Lui aussi ne peut pas s’étendre à l’infini, étant limité par les dimensions du circuit imprimé porteur. Lui aussi dispose d’un équivalent aux logements, commerces et habitants, les composants électroniques, qui, comme leurs équivalents urbains, consomment tous un peu d’encombrement. Lui aussi doit avoir un réseau de transport, les pistes de cuivre. Et l’on pourrait encore trouver d’autres comparaisons, comme le traitement des eaux usées d’une ville, qui semble trouver un reflet dans la question de la dissipation thermique des composants électroniques.

Vous vous en doutez, le chemin suivi par un ordinateur ressemble, lui aussi, à celui d’une ville : l’optimisation de l’habitat. De même que se réduit la taille des appartements, se réduit la taille des composants. Et comme augmente le prix au mètre carré des appartements à mesure que leur surface diminue, augmente le prix des composants à puissance égale, à mesure que l’encombrement diminue.

Là aussi existe, comme pour celle des habitats, une limite à l’optimisation des composants. De même qu’un habitant ne peut pas vivre dans un appartement plus petit que lui, certains composants nécessitent un espace minimal (par exemple pour dissiper la chaleur émise). D’une façon similaire à celle par laquelle les réseaux de transports finissent par être saturés, on en arrive à ne plus avoir la place de relier des composants. Et comme l’augmentation des prix finit par rendre l’habitation inaccessible au plus grand nombre, l’augmentation des coûts des composants les plus performants empêche leur utilisation standard.

Et le Raspberry Pi dans tout ça ?

Vous l’aurez compris, toute la difficulté pour la fondation Raspberry Pi est donc de trouver l’équilibre entre l’encombrement du Raspberry Pi Zero 2 W (sa taille, sa consommation électrique, etc.), sont prix et sa puissance.

Aujourd’hui cet équilibre est à sa limite, et la fondation ne peut pas ajouter plus de RAM, principalement parce que la réserve d’encombrement disponible sur un Pi Zero, et notamment sa composante d’espace physique, est déjà presque totalement épuisée.

Le stock d’encombrement du Raspberry Pi Zero est fixe, il ne peut pas changer. Les dimensions de la carte doivent rester les mêmes, le nombre de couches de cuivre est limité pour des raisons économiques, la consommation électrique ne peut pas, ou à peine, augmenter.

Pour augmenter la puissance, la seule solution semble alors être une augmentation du prix. C’est d’ailleurs en partie ce que la fondation a fait, puisque ce nouveau modèle coûte 5€ de plus que le précédent, soit une augmentation de tout de même 50 %…

Mais là encore, l’augmentation du prix n’est pas une solution magique. D’abord parce qu’il faut que le produit reste achetable par une masse suffisante d’utilisateurs. Ensuite parce que, l’augmentation du prix est une conséquence, et non une cause, de la diminution de l’encombrement, laquelle, nous l’avons vu, ne saurait être illimitée.

La solution à cette crise du logement électronique ? Une sortie par le haut, pour le moment…

La situation de saturation que nous avons décrite n’est pas une nouveauté apparue avec la Raspberry Pi Zero 2 W, mais elle existait déjà depuis le premier modèle du Raspberry Pi Zero. Mais alors, avec un encombrement saturé et un prix encadré, comment la fondation a-t-elle pu augmenter la puissance du Pi Zero ?

En matière technologique, quand ce qui était impossible devient possible, une fois le mensonge éhonté mis de coté, il ne reste que l’innovation technologique. Reprenons notre comparaison immobilière.

Tout un chacun l’aura observé, quand une ville ne peut plus optimiser la taille de ses logements, et que s’étendre sur le territoire devient impossible, celle-ci se met alors à découvrir la troisième dimension et commence à se développer verticalement.

Ce développement à la verticale peut se faire dans deux sens, soit en creusant, soit en construisant des bâtiments plus hauts.

Même si des villes souterraines existent, et que les souplex semblent fleurir partout où cela est possible, creuser reste une solution rarement retenue pour la constructions de bâtiments, et est plutôt utilisée pour les réseaux de transports. Une situation, nous le verrons, là encore assez similaire avec celle des circuits imprimés.

Augmenter la hauteur des bâtiments reste donc la solution privilégiée la très vaste majorité du temps. Cette solution relève du point de vue architecturale d’une innovation technique, et elle connaît bien évidemment des limites, qu’il s’agisse de limites techniques, physiques, logistiques ou tout simplement de coûts. Et comme toute innovation technique, elle devient plus accessible techniquement et économiquement avec le temps, ce qui participe à augmenter son utilisation et sa rentabilité.

Si nous revenons au secteur informatique, la solution retenue par la fondation, et par l’industrie en général, est sans surprise la même, investir la verticale, et là aussi deux solutions sont possibles, creuser ou empiler.

Exploiter l’espace souterrain des circuits imprimés.

Dans le cadre de l’informatique, bâtir en sous-terrain prend deux formes bien distinctes. Puisque les circuits imprimés sont classiquement des plaques d’environ un millimètre d’épaisseur, constituées habituellement de résine époxy isolante et d’une ou plusieurs couches de cuivre conducteur, ces plaques sont susceptibles de présenter deux faces accessibles pouvant recevoir des composants électroniques, la face supérieure et la face inférieure.

Creuser peut alors, en premier lieu, être le fait d’utiliser la face inférieure du circuit en plus de la face supérieure pour souder des composants. On parle alors de circuit « double-sided » ou double-face en français. C’est une solution qui augmente sensiblement l’espace disponible, en allant au maximum jusqu’à le doubler, mais qui ne permet en revanche pas, ou pas totalement, de répondre à d’autres aspect de l’encombrement, comme la consommation électrique. Bien-sûr, réaliser un circuit double face implique des opérations d’assemblage plus complexes que d’utiliser un simple face, ce qui augmente mécaniquement le coût du circuit.

Mais creuser peut aussi s’apparenter, comme pour une ville, à répartir le réseau de transport, ici les pistes de cuivre sur plusieurs niveaux. C’est là la principale utilisation du développement « sous-terrain » des circuits imprimés. Pour cela, plusieurs couches de cuivre sont empilées et séparées par des couches d’isolant, puis reliées entre elles aux endroits nécessaires par la réalisation de trous, nommés « vias », qui seront ensuite rendus conducteurs par le dépôt d’une couche de cuivre.

C’est que le problème du branchement des composants entre eux se heurte à deux principales difficultés, la résistance électrique des pistes de cuivre et leurs croisements.

Le problème de la résistance, c’est que le cuivre n’est pas un conducteur parfait, et l’électricité en passant fait chauffer le cuivre. Pour diminuer cet effet, il est nécessaire de raccourcir les pistes, et d’augmenter leur largeur. Mais plus le nombre de composants est grand, plus il devient difficile de trouver des pistes courtes pour les relier, et plus les pistes sont larges, moins on peut en mettre dans un espace donné. En augmentant le nombre de couches, on simplifie leur tracé et on augmente la surface totale de cuivre disponible.

Le problème des croisements, c’est qu’il n’est pas possible sur une seule couche de cuivre en deux dimensions de faire se croiser des routes, celles-ci étant conductrices. Il devient alors nécessaire d’introduire une troisième dimension par l’ajout d’une ou plusieurs couches de cuivre. Plus il y aura de couches de cuivre, plus il sera simple de faire se chevaucher des routes, notamment en dédiant certaines couches à un type particulier de signal électrique. Évidemment, plus les couches sont nombreuses, plus le circuit est complexe à produire et donc cher.

Aujourd’hui, la famille des Raspberry Pi Zero exploite déjà largement la répartition verticale du routage, avec un PCB qui semble contenir 6 couches de cuivre.

En revanche, les Raspberry Pi Zero n’utilisent qu’une seule face du circuit imprimé pour monter des composants. De cette façon, la chaîne de production est simplifiée, presque entièrement automatisée et ne nécessite pas l’étape plus complexe de retournement du circuit. C’est pour cette raison que les pins GPIO du Raspberry Pi ne sont pas livrés soudés.

Une solution pour permettre l’ajout de plus de RAM serait donc d’ajouter ou de déplacer des composants existants sur la face inférieure du Raspberry Pi Zero, pour libérer l’espace nécessaire à une puce de RAM supplémentaire. Cependant une telle modification impliquerait un changement du form-factor du Raspberry Pi Zero, susceptible d’introduire des incompatibilités avec certains matériels physiques, ainsi qu’une augmentation du coût de production.

Pour l’instant la fondation semble donc avoir rejeté l’idée de modifier le form-factor du Pi Zero et de passer à un format double-sided. À l’avenir ― et sauf évolution technologique majeure ou diminution drastique du coût de la RAM sur certaines solutions technologiques actuelles ― cette solution risque pourtant de s’avérer la seule possible si la fondation veut augmenter la mémoire vive de sa machine.

Construire des gratte-ciels de composants électroniques.

Puisqu’il n’est pas possible d’augmenter la capacité d’encombrement par le dessous, il ne reste alors qu’une solution à la fondation, gagner de la place par le haut en empilant les étages de composants.

Figurez-vous que c’est déjà ce que font les versions précédentes de la Raspberry Pi Zero et de la Raspberry Pi 1, en utilisant une technologie appelée Package On Package, ou PoP. Comme son nom l’indique, cette technologie consiste à empiler un composant (package désigne le composant, soit l’ensemble de la puce de silicium et du boîtier permettant son isolation et sa connexion), sur un autre composant. C’est une technologie relativement récente, puisqu’elle n’est utilisée dans un produit industriel que depuis 2004 avec la PSP de Sony (devinez dans l’usine de qui sont produites les Raspberry Pi), et qui n’a vraiment connu une utilisation massive qu’avec l’avènement des smartphones, nécessitant une mémoire vive importante dans un volume réduit.

Jusqu’à présent, c’est grâce à la technologie PoP que la fondation pouvait intégrer la puce de mémoire vive au dessus de son processeur dans les Raspberry Pi Zero, permettant ainsi de créer la carte avec les dimensions que nous lui connaissons.

Cependant, comme vous pouvez le constater sur le schéma ci-dessus, l’utilisation de la technologie PoP implique que le composant inférieur soit suffisamment fin et petit pour pouvoir être placé entre les billes de soudure reliant le composant supérieur et le PCB servant de support. Et il se trouve que la fondation n’est pas la seule qui cherche à améliorer le rapport puissance / encombrement en passant à la verticale. Broadcom, le fabricant des System On Chip fournissant notamment le processeur de la Raspberry Pi fait de même, et avec son nouveau processeur, le System On Chip du Raspberry Pi Zero 2 W n’est plus suffisamment fin pour permettre le PoP.

Pour permettre le passage au nouveau processeur tout en conservant la même mémoire vive, la fondation a donc dû utiliser un autre procédé, le System In Package, ou SiP, qui consiste à superposer deux puces de silicium au sein d’un même boîtier, il s’agit là encore d’une technique assez récente et qui ne semble réellement utilisée par l’industrie que depuis quelques années.

Cependant, comme PoP, la technologie SiP a elle aussi ses limites, la plus importante étant la nécessiter de créer une puce dédiée.

En effet, là ou la technologie PoP exploite des composants pré-existants en les empilant sur un substrat qui n’est jamais qu’un mini-PCB très fin, rendant cette solution relativement accessible. La technologie SiP, elle, nécessite la création d’un nouveau composant dédié et fabriqué sur mesure, une opération beaucoup plus complexe, réalisable uniquement par quelques entreprises de pointe. Cette technologie est donc plus coûteuse, moins souple, implique un prototypage nettement plus compliqué et est, par nature, réservée à des entreprises disposant de volumes de commande importants et de liens privilégiés avec des entreprises majeures des semi-conducteurs, comme c’est évidemment le cas de la fondation avec son partenaire Broadcom…

Mais même si la technologie SiP a pu repousser certaines limites, là encore il n’existe pas de croissance infinie. Comme il n’est pas possible de faire des immeubles de 2 000 étages, il n’est pas possible d’empiler une infinité de puces de silicium. Sans même parler de l’épaisseur qu’auraient les composants, l’occupation d’espace physique n’est qu’une des composantes de l’encombrement, la quantité d’électricité consommée, l’émission de chaleur, le nombre de connexions sont autant de limites qui finissent toutes, tôt ou tard, par devenir insurmontables que ce soit pour des raisons de coûts ou des raisons physiques.

La fondation l’a d’ores et déjà dit, actuellement un modèle du Raspberry Pi Zero qui respecte le même form-factor et qui embarque plus de mémoire RAM semble exclu. Les puces de silicium nues de plus de 512 Mo de RAM n’existent pas, et empiler davantage de puces est aujourd’hui technologiquement trop compliqué et coûteux.

La dissipation thermique est également un problème. La fondation a pu, par l’ajout de pistes de cuivre, améliorer la dissipation thermique afin de permettre d’évacuer la chaleur supplémentaire générée par le nouveau processeur, mais là encore, cette solution touche à ses limites.

Le Raspberry Pi Zero 2 W dans sa forme actuelle semble arriver aux limites de la puissance atteignable à ce prix et dans cette forme.

Pour augmenter sa puissance il faudra donc augmenter son prix ou son encombrement (consommer plus d’électricité, augmenter la taille du produit, etc.). Ou bien aller chercher les améliorations et la plus-value ailleurs, dans la réduction de la consommation électrique, dans la spécialisation via le retrait de fonctionnalités au profit d’autres, etc.

Ce qu’il est important de comprendre, c’est que le Raspberry Pi Zero, loin d’être une exception, un cas particulier, est en fait l’illustration de la situation dans laquelle se trouve l’industrie de l’électronique des semi-conducteurs toute entière.

La croissance infinie n’existant pas, bientôt la loi de Moore prendra fin.

Toute personne s’étant intéressé à l’informatique connaît normalement la « loi de Moore », loi empirique formulée en 1965 par Gordon Earle Moore (lequel devait devenir 3 ans plus tard co-fondateur d’Intel), et qui voudrait que la puissance des processeurs double tous les ans ou tous les deux ans à coût comparable.

Si cette loi s’est jusqu’à aujourd’hui montrée assez juste, c’est en partie parce que l’industrie s’y est accrochée avec une ténacité forçant l’admiration, n’hésitant pas à consentir d’énormes investissements dans la recherche pour maintenir le rythme, effort économique qui n’a pu être consenti que parce que supporté financièrement par l’augmentation constante et effrénée de l’informatisation de nos sociétés. Et en partie parce que l’industrie et la presse ont souvent, par idéologie, intérêt ou simple méconnaissance, pris soin d’oublier la notion de « coût comparable ».

Pourtant et depuis quelques années déjà, un ralentissement se fait sentir, et le discours des constructeurs change, s’orientant moins sur la puissance et davantage vers une diminution de la consommation électrique, l’amélioration des performances par la spécialisation des circuits imprimés pour des tâches précises (intelligence artificielle, traitements graphiques, etc.), ou vers des bonds technologiques, comme l’informatique quantique.

Il semblerait que nous nous approchions chaque jour un peu plus des limites physiques de cette croissance, et que sa fin soit imminente. Depuis 2010 le progrès des micro-processeurs semble ralentir à l’échelle de toute l’industrie, les fréquences des processeurs semblent bloquées depuis 2015 par l’apparition d’effets quantiques, la finesse de gravure se dirige dans la même direction, et la « International Technology Roadmap for Semiconductors », qui avait jusque là guidé l’industrie en se basant très largement sur la loi de Moore a émis sa dernière feuille de route en 2016, appelant à s’en détacher.

Nous ne respections déjà plus la loi de Moore en en ignorant la notion de coût, bientôt nous ne la respecterons plus tout court. En fait, d’après de nombreux prévisionnistes, dont Moore lui même, la « loi de Moore » devrait prendre fin aux alentours de 2025.

Sans surprise, comme nos villes ont, en dernier recours, extrait à la verticale les derniers mètres carrés utilisables. De même les constructeurs de semi-conducteurs ne pouvant plus miniaturiser, arrachent-ils désormais, et déjà depuis quelques temps, les dernières améliorations de performances par la création de puces de silicium en trois dimensions. Hélas, une fois la verticale totalement conquise, il n’y aura plus d’autres dimensions physiques accessibles…

Nos villes semblent désormais êtres saturées et ne pas pouvoir accueillir plus de population, amenant nos sociétés à remettre en cause un modèle d’ultra-urbanisation qui les a longtemps guidées et à repenser notre rapport au territoire, au travail, au transport.

En cela, comme en tout le reste, il me semble y avoir fort à parier que l’industrie des semi-conducteurs et à travers elle toute l’industrie informatique, suive le modèle de nos villes. Bientôt, nous aurons tiré toute la puissance brute que nous pouvions espérer extraire d’un morceau de silicium. Pour la première fois depuis 1965, l’évolution des vitesses de calcul ne sera plus dépendante d’une évolution si ce n’est prédictible, au moins estimable, mais d’une révolution technologique qui pourrait ne jamais venir.

Il va alors nous falloir repenser notre rapport à la puissance de calcul et à son optimisation, comme nous repensons notre rapport au territoire et à la centralisation. Nous allons devoir optimiser d’autres aspects de l’encombrement trop longtemps négligés, comme la consommation électrique, la dissipation voir la réutilisation de la chaleur. Nous devrons optimiser la fabrication pour diminuer les coûts et la consommation de ressources afin de réduire les prix.

Ou alors, simplement, nous satisfaire de notre puissance de calcul disponible, après tout, peut-être déjà suffisante. Accepter que nous n’avons pas nécessairement besoin de calculer plus, de partager plus, de surveiller plus, de prédire toujours et toujours plus, toujours plus vite. Accepter que toute limite n’appelle pas, forcément, à être dépassée. Que parfois, s’arrêter est non seulement nécessaire, mais souhaitable, profitable, raisonnable.

Il n’y a pas de miniaturisation infinie, pas plus qu’il n’y a de croissance infinie. En un monde fini, seuls les fous et les économistes peuvent croire en de telles choses.

Lire l'article complet : La miniaturisation infinie n’existe pas, ou pourquoi l’informatique atteindra bientôt ses limites.

Si vous vous intéressez un peu au secteur de l’électronique, vous avez forcément remarqué ou entendu parler des ruptures de stock sur de nombreux produits, PS5, cartes graphiques, ordinateurs, etc. Si vous avez voulu acheter un Raspberry Pi depuis novembre, vous savez qu’il faut aussi compter notre micro-ordinateur préféré dans la liste des produits introuvables.

Nous en avons nous même fait l’expérience en travaillant sur le logiciel RaspiSMS, une solution SaaS et open source d’envoi de SMS par internet, par API ou par carte SIM. En voulant commander des Raspberry Pi pour le projet, impossible, rupture de stock généralisée !

Mais alors, pourquoi le Raspberry Pi est-il en rupture de stock, quelles réponses la fondation Raspberry Pi a-t-elle prévues, où et quand sera-t-il possible de racheter des Raspberry Pi et quels modèles seront disponibles ?

Pourquoi le Raspberry Pi est-il en rupture de stock ?

Vous en avez peut-être entendu parlé, il y a actuellement une pénurie des semi-conducteurs, c’est-à-dire des puces électroniques qui composent nos ordinateurs (transistors, processeurs, mémoire vive, unités graphiques, etc.).

L’industrie des semi-conducteurs est une industrie de pointe, nécessitant des équipements de production hautement spécialisés et des coûts de R&D énormes. Ainsi, il existe déjà assez peu d’entreprises concevant des puces électroniques, et il existe encore moins d’entreprises qui les produisent, ceux que l’ont appelle les « fondeurs ». Il s’agit donc d’un marché ultra mondialisé et qui a été touché de plein fouet par les difficultés d’échanges, d’organisation et de transport découlant du covid.

Mais plus que les perturbations de la chaîne de production, c’est bien l’explosion soudaine de la consommation, avec notamment l’explosion des ventes d’ordinateurs portables, de tablettes, etc. suite aux confinements et à l’arrivée massive du télétravail qui a entraîné la pénurie de composants que nous connaissons aujourd’hui.

Cette explosion de la consommation a entraîné l’impossibilité réelle ou supposée pour les fournisseurs de puces de répondre à l’augmentation de la demande, entraînant à son tour : une augmentation des prix ; une frénésie d’achat et de stockage, par des acheteurs, provoquant une augmentation des prix et une rupture des stocks ; la priorisation de la production des produits de pointe (utilisés dans les ordinateurs et tablettes dernier cri et offrant de plus gros bénéfices financiers au détriment des produits plus anciens.

Le Raspberry Pi étant un micro-ordinateur très peu cher, il est donc touché de plein fouet, puisque sa marge étant faible, il est plus sensible à l’augmentation des coûts et qu’il repose en partie sur l’utilisation de technologies plus anciennes et donc moins chères. Conséquence, la fondation ne trouve plus de puces pour produire le Raspberry Pi, ou bien à des prix trop élevés.

Comment la fondation Raspberry Pi a-t-elle réagit ?

Dans un billet de blog en anglais du 20 octobre 2021, la fondation explique la situation actuelle et les réponses qu’elle compte donner.

Dans cet article, la fondation revient sur les difficultés de production qu’elle a rencontrées en 2021, période pendant laquelle elle n’a pu produire que 7 millions de Raspberry Pi, un nombre insuffisant pour répondre aux demandes croissantes du marché, notamment pour le Raspberry Pi Zéro et le Raspberry Pi 4 dans sa version 2 Go.

La fondation explique également qu’elle s’attend à rencontrer le même type de difficultés pour l’ensemble de l’année 2022 (globalement les acteurs du marché s’attendent à voir les effets de la pénurie de semi-conducteurs durer jusqu’en 2023). Ces difficultés devraient toucher plus spécialement les versions du Raspberry Pi reposant sur une technologie de gravure en 40 nanomètres, à savoir tous les modèles précédents le Raspberry Pi 4.

Concernant les Raspberry Pi 4 et les autres modèles reposant sur une gravure en 28 nanomètres, la fondation se montre plus rassurante, et s’attend a avoir assez de puces en 28 nm pour la production des 12 mois à venir. Difficile toutefois de savoir si la production sera à même de répondre réellement aux besoins du marché.

Une augmentation temporaire du prix du Raspberry Pi 4 dans sa version 2 Go et le retour de la version 1 Go.

En février 2020 la fondation avait annoncé arrêter la production du Raspberry Pi 4 dans sa version 1 Go et diminuer le prix de la version 2 Go de 45$ à 35$.

Avec l’augmentation actuel le du prix des puces, la fondation explique ne plus être en mesure de produire de façon rentable le modèle 2 Go avec une commercialisation à 35$. Le prix du Raspberry Pi 4 dans sa version 4 Go va donc temporairement repasser à 45$, et la version à 1 Go de mémoire vive va être temporairement ré-introduite au prix historique de 35$, ceci pour permettre aux utilisateurs industriels d’avoir le choix entre ces produits.

La fondation précise bien qu’il s’agit là d’une mesure temporaire, et que le prix retrouvera son cours normal dès que la situation du marché le permettra.

Priorisation des puces en 40 nanomètres pour les Raspberry Pi 3B, et les computes modules 3 et 3+.

Enfin, la fondation a annoncé que les stocks de puces en 40 nanomètres seront réservés en priorité pour la production des Raspberry Pi 3B, des Compute Module 3 et des Compute Module 3+.

De son côté la production des modèles 3B+ sera considérée comme moins prioritaire. Et les industriels qui utilisent un modèle 3B+ dans un de leur produit et qui ont investi dans des tests de conformité réseau pour la puce Wi-Fi du Raspberry Pi 3B+ sont encouragés, s’ils souhaitent limiter au maximum les ruptures de stocks, à migrer vers le Raspberry Pi 4, dont la puce Wi-Fi est similaire à celle du 3B+.

Concrètement, où et quand pourra-t-on de nouveau trouver le Raspberry Pi ?

À court terme il sera encore difficile d’obtenir le Raspberry Pi pendant quelques temps, et ce quelque soit le vendeur, la fondation ne parvenant tout simplement pas à produire suffisamment de machines pour répondre à la demande.

Vous trouverez potentiellement des Raspberry Pi 4 sur Amazon, mais attendez-vous à des prix très importants, de nombreux vendeurs jouant sur la rareté des produits. La meilleure solution est donc d’aller vérifier régulièrement.

En France notre partenaire kubii.fr s’efforce de stocker des Raspberry Pi dès qu’ils le peuvent, et vous pourrez y précommander certains modèles pour être livré dès que des unités seront disponibles.

Enfin, selon vos projets vous pouvez peut-être envisager de vous rabattre sur un simple microcontrôleur, le Raspberry Pi Pico, plus simple, n’étant pas aussi durement touché par les pénuries et étant trouvable sans soucis sur Amazon.

De notre coté nous nous attendons à voir un début de vrai ré-approvisionnement du marché d’ici fin janvier début février avant d’espérer pouvoir retrouver un marché un peu plus stable aux alentours d’avril mai.

Lire l'article complet : Le Raspberry Pi en rupture de stock à cause du covid !

Le 28 octobre la fondation Raspberry Pi a annoncé la commercialisation d’un nouveau modèle, le Raspberry Pi Zero 2 W, une déclinaison de son Raspberry Pi Zéro remis au goût, et surtout à la puissance, du jour pour un prix d’environ 15€.

Dans cet article nous allons voir les nouveautés apportées par ce modèle, le public visé et où vous procurer ce nouveau Raspberry Pi.

Où acheter le Raspberry Pi Zéro 2 W et quels stocks attendre ?

Quand un nouveau modèle de Raspberry Pi arrive sur le marché, c’est souvent un peu la guerre pour réussir à se le procurer. Par le passé cela s’est avéré encore plus vrai concernant le Raspberry Pi Zero et Zero W, dont les faibles prix poussent plus facilement à l’achat de plusieurs unités par personne. Si vous ajoutez à cela la pénurie actuelle de semi-conducteurs, il est donc probable qu’obtenir ce nouveau modèle soit des plus compliqué.

La fondation a elle même déclaré être touchée par la crise des semi-conducteurs et indique prévoir une production totale de 200 000 unités en 2021 et 250 000 unités dans la première moitié de 2022, les ruptures de stock sont donc effectivement, au moins au début, à prévoir.

Actuellement, le produit ne semble trouvable en France que chez notre partenaire Kubii.fr, et les stocks ont tendance à être en rupture.

Vous pouvez trouver le produit vendu chez Kubii sous trois formes :

• Le Raspberry Pi Zero 2 W seul, à environ 16,50€.
• Le Raspberry Pi Zero 2 W en kit « budget », à environ 35€, avec une carte MicroSD, les broches GPIOs, un câble mini HDMI vers HDMI, un câble mini-USB vers USB et un dissipateur thermique.
• Le Raspberry Pi Zero 2 W en kit « starter », à environ 45€, qui inclus en plus du kit « budget » l’alimentation électrique officielle et la coque officielle.

Nous avons pu constater qu’il y avait moins de rupture de stock sur les kits que sur le Raspberry Pi seul. Certes, ces produits sont plus chers, mais une fois inclus le coût de la carte MicroSD, des câbles et potentiellement de l’alimentation, qui seront de toutes façon nécessaires pour utiliser le Raspberry Pi, les prix sont tout même assez proches.

Pour l’instant Kubii est le seul revendeur disponible en France, mais il est probable que l’on trouve rapidement des vendeurs tiers sur Amazon, n’hésitez donc pas à vérifier les stocks là bas aussi.

Vérifier la disponibilité chez Kubii Vérifier la disponibilité chez Amazon

Quelles nouveautés comparé aux Raspberry Pi Zero W ?

Si vous connaissez un peu le Raspberry Pi, vous connaissez sans doute l’ancêtre de ce nouveau modèle, le Raspberry Pi Zéro W, sur lequel nous avions écrit un article en son temps.

Pour ceux qui ne seraient pas familiers avec le concept, la gamme « Zero » de Raspberry correspond à des machines plus petites et à la consommation électrique plus faible que le Raspberry Pi normal. Si cela implique évidemment des performances moins élevées, le prix est lui aussi nettement en dessous de celui d’un Raspberry Pi classique.

Historiquement, le Raspberry Pi Zero W est une évolution du Raspberry Pi Zero qui ajoutait essentiellement une antenne Wi-Fi. Le Pi Zero 2 W est donc lui une évolution du Pi Zero W, évolution qui cette fois porte davantage sur la puissance de la machine.

Un nouveau processeur 4 cœurs, pas si nouveau que ça !

La principale différence entre le Raspberry Pi Zero W et le Pi Zero 2 W se situe au niveau du processeur. Là ou le Pi Zero W offrait un processeur ARM11 monocœur cadencé à 1 GHz, le nouveau Pi Zero 2 W utilise un SoC Broadcom BCM2710A1, un quad-core 64-bit ARM53 cadencé lui aussi à 1 GHz par un léger underclocking.

Ce nouveau « System On Chip » n’est toutefois pas si nouveau que ça, puisqu’il s’agit en fait de la même base que celui du Raspberry Pi 3, adapté à une architecture ARM53 !

Le passage à un processeur 4 cœurs devrait donc donner un bon coup de boost au Raspberry Pi Zero 2 W. Si les gains de performances sur les applications monocœurs semblent difficiles à estimer précisément, la fondation annonce une puissance de calcul multipliée par 5 sur les applications recourant au multi-threading.

Ce gain de puissance devrait donc ouvrir de nombreux nouveaux usages, même si la RAM à 512 Mo restera probablement un obstacle à une utilisation demandant plus de puissance.

Une connectique un peu mise à jour, notamment avec le Bluetooth 4.2.

Côté connectique, nous pouvons également voir quelques évolutions, avec :

• Le passage du Bluetooth 4.0 au 4.2, lequel devrait essentiellement apporter une vitesse un peu plus élevée, une consommation électrique un peu plus faible, et potentiellement le support d’internet par Bluetooth, même si cela semble peut utile sur une carte disposant déjà du Wi-Fi.
• Le passage du port caméra de CSI à CSI-2. Un changement qui ne fera probablement pas de grosses différences, les usages vidéo étant surtout limités par la mémoire vidéo et RAM, même si le nouveau processeur pourrait, lui, permettre une meilleure compression et donc ouvrir de nouveaux usages vidéos pour le Raspberry Pi Zéro 2 W.

Rien de renversant de ce côté là donc.

En bonus, un nouveau chargeur officiel.

En plus d’un nouveau Raspberry Pi, la fondation a également annoncé la sortie d’une nouvelle alimentation électrique officielle.

Ce nouveau chargeur est globalement une reprise de l’alimentation du Raspberry Pi 4 dont le port USB-C a été remplacé par un port USB mini, et dont l’intensité est limitée à 2.5 ampères à la place de 3.

Si ce chargeur est bien entendu destiné à alimenter un Raspberry Pi Zéro 2 W, il pourra également être utilisé sans soucis avec tous les autres Raspberry Pi antérieurs au 4, c’est-à-dire tous ceux utilisant un port USB mini plutôt que USB-C.

Le prix annoncé est de 8$ et l’alimentation est actuellement trouvable ici chez Kubii.fr pour un peu plus de 8€.

Voir le prix chez Kubii

À noter évidemment que nous ne sommes pas ici chez Apple, et qu’aucune puce ou fausse incompatibilité ne vous empêche d’utiliser à la place un autre chargeur USB mini en 5V 2.5A si vous en possédez déjà un.

Au final, quel est notre avis sur le Raspberry Pi Zero 2 W ?

D’après nous, ce nouveau Raspberry Pi Zero 2 W ne représente pas une révolution du Pi Zero comme a pu l’être le l’ajout du Wi-Fi avec le Pi Zero W, ni un must-have comme ont pu l’être d’autres modèles.

Ceci étant dit, il s’agit d’une évolution technique complexe qui apporte une plus-value honnête, permettant à la gamme Zero du Raspberry de se mettre à jour et d’offrir de nouveaux usages pour l’électronique embarquée.

À ce prix, avec les caractéristiques techniques actuelles et sauf besoins particuliers en matière de connectique, ce modèle vient presque totalement remplacer et pour un prix plus faible l’ensemble des modèles « A » du Raspberry Pi, ainsi que l’ensemble des modèles traditionnels précédents le Raspberry Pi 2B.

On regrettera néanmoins que la RAM ne soit pas passée à 1 Go, ce qui aurait été très appréciable et aurait vraiment permis à ce nouveau modèle de remplacer presque totalement tous les modèles pré Raspberry Pi 4 en proposant des performances supérieures ou quasi identiques pour une vaste majorité d’usages.

Sachez que nous prévoyons d’ailleurs dans les jours à venir un petit article afin d’expliquer comment la fondation Raspberry Pi a pu augmenter la puissance du Pi Zero W, pourquoi elle n’a pas intégré plus de 512 Mo de RAM et pourquoi cela ne devrait pas arriver avant un petit moment.

Lire l'article complet : Le Raspberry Pi Zero 2 W, la puissance du Raspberry Pi 3, la taille du Raspberry Pi Zéro !