Raspberry Pi je plnohodnotný počítač vo veľkosti kreditnej karty. Jeho vznik bol motivovaný snahou sprístupniť programovanie a elektroniku deťom aj dospelým za čo najprístupnejšiu cenu. Prvé Raspberry zariadenie bolo po uvedení na trh v roku 2012 okamžite vypredané. Okolo zariadenia vznikla aktívna komunita, ktorá preň našla široké možnosti využitia, ďaleko presahujúce pôvodné zámery tvorcov. Dnes sa tak využíva v inteligentných domácnostiach, multimediálnych systémoch, robotike, alebo aj vo webovom vývoji. Práve poslednému z týchto využití sa bude venovať tento článok.
Možnosti využitia vo webovom vývoji
Okrem toho, že Raspberry Pi môže fungovať ako plnohodnotný pracovný počítač, jeho rola vo webovom vývoji spočíva predovšetkým v jeho využití vo forme servera. Ten môže byť nasadený na lokálny vývoj, ale aj ako verejne dostupné on-premise riešenie pre hosting webových stránok, API služieb, databáz, vývojových nástrojov a podobne. Je tak ideálnou voľbou pre hobby projekty alebo menšie produkčné nasadenia, keď si chceme udržať plnú kontrolu nad prostredím a minimalizovať náklady voči komerčným cloudovým službám. A zároveň je skvelou príležitosťou na osvojenie si základných zručností v oblasti DevOps, čo môžu oceniť napríklad vývojári, ktorí sú zvyknutí spoliehať sa na už hotové riešenia a chýba im rozhľad o tom, ako veci fungujú zvnútra.
Kedy ešte stačí Raspberry a kedy je už vhodnejší cloud?
Pri nasadzovaní Raspberry Pi do produkčných riešení sa skôr či neskôr vynorí otázka škálovania a dostupnosti. Raspberry server dokáže spoľahlivo zvládnuť desiatky až stovky požiadaviek za sekundu, čím perfektne pokryje hobby projekty či osobný web. Ak však počítate so zvýšenými nárokmi na dostupnosť, zálohovanie či zabezpečenie, napríklad pri rozsiahlejších SaaS aplikáciách s používateľmi po celom svete, cloudové riešenia sú už spravidla lepšou voľbou. Cloud poskytuje prakticky nekonečné možnosti horizontálneho škálovania, garantovanú dostupnosť (SLA), CDN a integrované bezpečnostné nástroje typu WAF či certifikačné audity. Ak nestíhate zvládať špičky trafficu, strávite priveľa času manuálnou údržbou systému alebo potrebujete garantovanú dostupnosť pre komerčných zákazníkov, je čas na migráciu.
Výber vhodného zariadenia
Ceny Raspberry zariadení začínajú už pri 5-20€ (pre série Pico a Zero), no s narastajúcimi očakávaniami a príslušenstvom dokáže výsledná cena presiahnuť aj hodnotu lacnejších notebookov. Správny výber modelu a príslušenstva by mal preto vychádzať z cieľa, na ktorý plánujete Raspberry využiť, ako aj z potenciálnych budúcich nárokov.
Raspberry Pico 2 W
Raspberry Pico je skôr mikroprocesor než počítač v klasickom zmysle. Nepoužíva operačný systém, a kód napísaný v MicroPythone alebo v C/C++ je nutné nahrať priamo do jeho pamäte. Uplatnenie si nájde pri rôznych senzoroch a IoT uzloch. Na využitie vo forme webového servera nie je vhodný.
Raspberry Pi Zero 2 W
S cenou okolo 20 € ide o najlacnejšie Pi riešenie podporujúce plnohodnotný Linux systém. Vďaka energetickej efektivite (niečo vyše pol watta spotreby v idle režime) je to výborná voľba na prakticky takmer bezplatný hosting statických webov, React buildov či jednoduchých REST APIs. Pri náročnejších aplikáciách však už naráža na svoje technické limity (512 MB RAM a 1 GHz ARMv8-A procesor).
Raspberry Pi 5
Model Pi 5 je aktuálna vlajková loď Raspberry zariadení, schopná poradiť si aj s náročnými úlohami. Vďaka 2,4 GHz ARMv8.2-A procesoru poskytuje asi 2- až 3-násobne viac výkonu oproti svojej predošlej generácii a vďaka pridanému PCI Express rozhraniu podporuje priamu podporu pre SSD. V závislosti od zvolenej RAM kapacity sa cena výsledného zariadenia pohybuje v rozmedzí 55 až 130 €.
- 2 GB RAM postačuje pre hostovanie statických webov a jednoduché REST API rozhrania.
- 4 GB RAM si poradí aj s menším WordPress blogom a menšími databázami (SQLite, PostgreSQL, MariaDB).
- 8 GB RAM už zvládne komplexnejšie databázy, Next/Nuxt aplikácie, CI/CD buildy, Redis caching, zálohy a podobne.
- 16 GB RAM poskytuje rezervu aj pre náročnejšie paralelné operácie, Kubernetes micro-cluster, alebo CI/CD pre viaceré projekty.
A čo zariadenia od alternatívnych výrobcov?
Existujú aj alternatívni výrobcovia ako napríklad Orange Pi alebo Banana Pi, ktorí často ponúkajú vyšší výkon za nižšiu cenu. Zariadenia od týchto výrobcov môžu byť dobrou voľbou, ak je cieľom získať low-budget server, no ich komunita, softvérový ekosystém aj dostupné príslušenstvo nedosahuje úroveň Raspberry zariadení.
Potrebujem ešte niečo?
Okrem samotného zariadenia sa nevyhnete výberu a dokúpeniu niekoľkých ďalších položiek príslušenstva (ak si ich nekúpite v sade):
- Púzdro – na domáce experimentovanie bohate postačí aj pár-eurové plastové púzdro. Investícia do lepších púzdier prináša rôzne vstavané quality-of-life vylepšenia, ako napríklad aktívne chladenie, slot pre SSD disk, alebo rozšírené možnosti pripojenia (full-sized HDMI, audio jack a podobne).
- Micro-SD karta a/alebo SSD na operačný systém a úložný priestor. V prípade využitia SSD disku budete potrebovať aj NVMe rozširujúcu dosku (HAT), pomocou ktorej SSD disk pripojíte k zariadeniu (niekedy je aj súčasťou drahších puzdier).
- Napájací adaptér – stačí bežný 5V USB-C adaptér, alebo aj dostatočne výkonná power banka.
- Chladenie – primeraným chladením môžete výrazne predĺžiť životnosť vášho zariadenia. Bežne postačí aj pasívne chladenie, no pri náročnejších aplikáciách (obzvlášť na zariadení Pi 5) sa oplatí investovať aj do aktívneho chladenia (niekedy je aj súčasťou púzdra).
- Na základe vašich I/O potrieb sa môže hodiť aj micro-HDMI na HDMI adaptér a v prípade Pico / Pi Zero aj micro-USB na USB adaptér.
- Aj keď Raspberry zariadenia dokážu fungovať cez Wi-Fi (u Pico a Pi Zero iba modely označené písmenom W), pre maximálnu stabilitu, spoľahlivosť a priepustnosť je vhodnejšie ísť radšej cestou Ethernet káblu.
- A na záver, aby ste mohli na micro-SD alebo SSD nahrať operačný systém, môže sa vám zísť aj USB čítačka / dokovacia stanica. Prípadne si môžete kúpiť SD kartu s predinštalovaným Raspberry Pi OS, no strácate tým možnosť čistej inštalácie na základe osobných potrieb.
Oplatí sa mi investovať do SSD?
So štandardnou micro-SD kartou je Raspberry Pi schopný fungovať dlhodobo. Pri častých zápisoch (napríklad z databázy) však hrozí riziko poškodenia dát. Ak teda plánujete využívať náročnejšie databázové systémy (PostgreSQL, MariaDB, MongoDB), časté deploye aplikácií, alebo prevádzkujete náročnejšie softvérové buildy, investovať do externého SSD sa rozhodne oplatí. SSD prináša výraznú výhodu v podobe rýchlosti prístupu, životnosti médií a spoľahlivosti.
Ako si vypočítam ročnú spotrebu?
Aby sme dokázali efektívne porovnať náklady na prevádzku Raspberry Pi s cloudovými alternatívami, musíme okrem vstupnej investície poznať aj jeho celoročnú spotrebu energie. Tú si môžeme ľahko vypočítať pomocou nasledovného vzorca:
C = (P ÷ 1000) × h × c
C – celkové ročné náklady na elektrinu (€)
P – priemerný príkon zariadenia (W)
h – počet prevádzkových hodín (h)
c – koncová cena elektriny (€/kWh)
Pri kontinuálnej prevádzke počas celého roka je počet prevádzkových hodín pevne daný: 8760 h (365 dní × 24 hodín). Cena elektriny je variabilná podľa dodávateľa, regiónu a tarify, no aktuálna priemerná koncová cena je na Slovensku približne 0,177 €/kWh (zdroj). Posledný parameter vzorca, príkon zariadenia, závisí od konkrétneho Raspberry modelu a od miery jeho pracovného zaťaženia. Približné hodnoty nájdete v spotrebiteľských testoch alebo si ich môžete namerať sami pomocou wattmetra. Pre predstavu uvádzame orientačné hodnoty spotreby rôznych Raspberry modelov, v režime nízkeho vyťaženia (idle, keď zariadenie prevažne čaká) aj pri plnom zaťažení (load). V praxi platí, že pokiaľ vaše Raspberry zariadenie nebudete využívať na náročné výpočtové úlohy, jeho reálna spotreba bude veľmi podobná nákladom v „idle“ režime.
| Model | Príkon (idle) | Ročné náklady (idle) | Príkon (load) | Ročné náklady (load) |
| Pico 2 W | 0.1 W | 0.12 € | 0.5 W | 0.78 € |
| Pi Zero 2 W | 1.4 W | 2.17 € | 2.9 W | 4.50 € |
| Pi 4 | 2.7 W | 4.19 € | 6.4 W | 9.92 € |
| Pi 5 | 3.2 W | 4.96 € | 9.8 W | 15.20 € |
Kde si to všetko kúpim a čo potom?
Po zvážení vašich potrieb si môžete všetky zariadenia a príslušenstvo pohodlne objednať napríklad z portálu RPishop.cz, ktorý je oficiálnym Raspberry distribútorom pre Slovensko a Česko. Pred objednaním sa však uistite, že si kupujete príslušenstvo, ktoré bude vzájomne kompatibilné!
V nasledujúcom diele zájdeme do technickejších aspektov toho, ako zariadenie spojazdniť. Do tretice si ukážeme, ako zariadenie aplikovať pri prevádzke webového servera a ako zvýšiť jeho bezpečnosť.
Tomáš Bencko
Autorom článku je Tomáš, frontend developer so zameraním na React, Vue.js a TypeScript. Jeho úlohou je vytvárať moderné a škálovateľné frontend riešenia, pričom zvláda nielen vývoj, ale aj jemné detaily dizajnu. Okrem práce pre klientov neustále hľadá spôsoby, ako zefektívniť prácu v tíme, hrá sa s AI a automatizáciou, a prináša nové nápady, ktoré posúvajú projekty aj kolegov vpred.
