A Revolução Continua com o Raspberry Pi 4

Desde o seu lançamento inicial em 2012, o Raspberry Pi transformou o panorama da computação de baixo custo, da educação tecnológica e do movimento maker. Concebido originalmente pela Raspberry Pi Foundation no Reino Unido com o objetivo de promover o ensino de ciência da computação básica nas escolas, rapidamente transcendeu essa meta, tornando-se uma ferramenta favorita para entusiastas, programadores, engenheiros e até mesmo em aplicações industriais leves.

Cada nova geração do Raspberry Pi trouxe melhorias incrementais, mas o lançamento do Raspberry Pi 4 Model B em junho de 2019 marcou um salto qualitativo significativo. Não foi apenas uma evolução; foi, em muitos aspetos, uma revolução. Pela primeira vez, o Raspberry Pi oferecia um desempenho que o tornava genuinamente viável como um substituto de desktop para tarefas básicas e médias, abrindo portas para aplicações muito mais exigentes do que as suas gerações anteriores conseguiam suportar confortavelmente.

O "segredo" do sucesso do Pi 4 não reside numa única característica, mas numa combinação de atualizações cruciais no processador, na memória RAM (tipo e quantidade), nas opções de conectividade (incluindo USB 3.0 e Ethernet Gigabit real) e na capacidade de suportar dois monitores 4K.

Nesta análise exaustiva, vamos dissecar o Raspberry Pi 4 Model B, focando especialmente nas diferenças impostas pelas suas variantes de memória RAM (inicialmente 1GB, 2GB, 4GB, e mais tarde a adição de uma versão de 8GB). Exploraremos as especificações técnicas em detalhe, compararemos o desempenho esperado entre as variantes, discutiremos modelos relacionados como o Raspberry Pi 400 e o Compute Module 4, e mergulharemos na miríade de aplicações práticas onde o Pi 4 brilha.

O Coração do Monstro: Especificações Técnicas do Raspberry Pi 4 Model B

Para entender as capacidades e limitações do Pi 4, é essencial conhecer o hardware que o compõe.

System on Chip (SoC): Broadcom BCM2711

CPU: O cérebro da operação é um processador quad-core ARM Cortex-A72 (ARM v8 de 64 bits). Originalmente lançado com um clock de 1.5GHz, uma atualização posterior de firmware permitiu, em muitos casos, elevá-lo para 1.8GHz de forma estável, proporcionando um aumento adicional de desempenho. A arquitetura Cortex-A72 foi um salto massivo em relação ao Cortex-A53 usado no Pi 3B+, oferecendo entre 2 a 4 vezes mais desempenho em tarefas dependentes do CPU, dependendo da carga de trabalho. Isto traduziu-se numa experiência de utilizador muito mais fluida, especialmente em navegação web, multitarefa e aplicações mais pesadas.
GPU: O processador gráfico é o VideoCore VI, uma atualização do VideoCore IV usado nas gerações anteriores. Esta nova GPU suporta OpenGL ES 3.x e, crucialmente, oferece descodificação de hardware para vídeo H.265 (HEVC) até 4Kp60 e H.264 até 1080p60. A capacidade de alimentar dois monitores micro-HDMI em simultâneo, ambos potencialmente a 4K (um a 60Hz, ou dois a 30Hz), foi uma das características mais badaladas e transformadoras do Pi 4.
Memória RAM: O Grande Diferenciador

Tipo: O Pi 4 utiliza LPDDR4 SDRAM, significativamente mais rápida e mais eficiente em termos energéticos do que a LPDDR2 usada no Pi 3B+. Esta mudança contribui substancialmente para o aumento geral de desempenho, especialmente em tarefas que manipulam grandes volumes de dados.
Variantes: Esta é a principal diferença entre os "modelos" de Raspberry Pi 4 Model B:1GB: Lançada inicialmente, esta versão foi rapidamente ofuscada pelas opções de maior capacidade e tornou-se menos comum, sendo eventualmente descontinuada em muitas regiões. Adequada apenas para tarefas muito básicas, sistemas embebidos simples ou servidores headless muito leves.
2GB: Um ponto de entrada razoável para projetos mais simples, servidores leves (como Pi-hole ou um pequeno servidor web com pouco tráfego), centros de media básicos (Kodi) ou para utilização como cliente fino (thin client). A experiência de desktop é limitada.
4GB: Considerada por muitos como o "ponto ideal" ("sweet spot") durante muito tempo. Oferece memória suficiente para uma experiência de desktop surpreendentemente utilizável (navegação web com várias abas, suite de escritório como LibreOffice, programação leve), servidores mais robustos (NAS com OpenMediaVault, Home Assistant com muitas integrações), retrogaming confortável e projetos de robótica/IoT mais complexos.
8GB: Lançada posteriormente, esta variante abriu novas possibilidades. Ideal para utilizadores que pretendem usar o Pi 4 como um desktop principal para tarefas mais intensivas, multitarefa pesada, desenvolvimento de software (compilação de código), execução de máquinas virtuais ou contentores (Docker), servidores mais exigentes (como um servidor Plex com capacidade de transcodificação de software para um ou dois streams, embora ainda limitado pelo CPU), e sinalização digital (digital signage) com conteúdo complexo.
Conectividade: Uma Atualização Radical

Rede:Ethernet: Uma porta Gigabit Ethernet verdadeira (ligada diretamente ao SoC via um barramento dedicado, ao contrário do Pi 3B+ onde era limitada pela ligação USB 2.0 interna). Isto permite velocidades de transferência de rede próximas do gigabit teórico, crucial para aplicações como NAS, servidores de ficheiros ou streaming de alta definição.
Wireless: Wi-Fi dual-band 802.11ac (2.4 GHz e 5 GHz).
Bluetooth: Bluetooth 5.0 com BLE (Bluetooth Low Energy).
USB:2 x Portas USB 3.0: Outro upgrade massivo. Permitem velocidades de transferência significativamente mais rápidas (até 5Gbps teóricos) para armazenamento externo (SSDs, discos rígidos), o que é vital para NAS, arranque a partir de USB (USB boot) e transferência rápida de ficheiros.
2 x Portas USB 2.0: Mantidas para compatibilidade com periféricos como teclados, ratos, e outros dispositivos de baixa velocidade.
Vídeo:2 x Portas micro-HDMI: Uma mudança em relação à porta HDMI de tamanho completo das gerações anteriores, necessária para acomodar duas saídas no pequeno formato do Pi. Permite configurações de duplo monitor, aumentando a produtividade ou permitindo aplicações de sinalização digital mais avançadas. Requer adaptadores ou cabos micro-HDMI para HDMI.
Áudio: Saída de áudio analógica através de um jack de 3.5mm (que também pode fornecer vídeo composto) e áudio digital através das portas HDMI.
Armazenamento: Slot para cartão MicroSD, usado para o sistema operativo e armazenamento principal. A velocidade do cartão MicroSD (recomenda-se Classe 10/U1 ou, idealmente, U3/A1/A2) tem um impacto notável na performance geral do sistema. O Pi 4 também suporta nativamente o arranque a partir de dispositivos USB (USB boot) após uma atualização de firmware, permitindo usar SSDs externos para melhor desempenho e fiabilidade.
Alimentação: Porta USB-C para alimentação. Requer uma fonte de alimentação de boa qualidade que forneça 5V e pelo menos 3A. O uso de fontes de alimentação inadequadas é uma causa comum de instabilidade.
GPIO: O icónico cabeçalho GPIO (General Purpose Input/Output) de 40 pinos permanece, mantendo a compatibilidade com a vasta gama de HATs (Hardware Attached on Top) e periféricos existentes para projetos de eletrónica e controlo de hardware.
Outras Interfaces: Inclui portas CSI (Camera Serial Interface) para ligar o módulo de câmara oficial do Raspberry Pi e DSI (Display Serial Interface) para ligar ecrãs táteis oficiais.
Desempenho: O Salto Quântico e a Questão Térmica

O desempenho do Raspberry Pi 4 Model B é substancialmente superior ao do seu predecessor, o Pi 3B+.

CPU: Testes sintéticos e de utilização real mostram melhorias de 2x a 4x. Tarefas como extrair arquivos, compilar código, carregar websites complexos e executar emuladores de consolas mais exigentes são visivelmente mais rápidas.
GPU: O VideoCore VI oferece melhor performance gráfica e, mais importante, a capacidade de descodificar vídeo 4K e suportar dois monitores.
RAM: A passagem para LPDDR4 e a disponibilidade de modelos com 4GB e 8GB eliminam muitos dos estrangulamentos de memória que limitavam o Pi 3B+. A multitarefa torna-se muito mais suave.
I/O (Entrada/Saída): A Ethernet Gigabit real e as portas USB 3.0 removem barreiras significativas de velocidade de transferência de dados, tornando o Pi 4 muito mais capaz para tarefas de rede e armazenamento.
No entanto, este aumento de performance veio com um custo: calor. O SoC BCM2711 tende a aquecer consideravelmente sob carga. Sem qualquer tipo de arrefecimento, o Pi 4 pode atingir temperaturas que o levam a fazer thermal throttling (reduzir a velocidade do clock do CPU para evitar sobreaquecimento), diminuindo assim o desempenho. Por isso, é altamente recomendado usar pelo menos dissipadores de calor (heatsinks). Para cargas de trabalho sustentadas ou utilização como desktop, uma caixa com ventoinha ativa (fan) ou uma solução de arrefecimento passivo maior é quase essencial para manter o desempenho máximo de forma consistente.

Comparativo Detalhado: Escolhendo a Variante de RAM Certa

A escolha da quantidade de RAM é a decisão mais crítica ao comprar um Pi 4 Model B, pois afeta diretamente o tipo de tarefas que podem ser executadas confortavelmente e o desempenho multitarefa.

Pi 4 - 1GB (Largamente Obsoleto):

Cenários Ideais: Projetos embebidos muito específicos com requisitos mínimos de memória, talvez um servidor DNS/DHCP muito básico, ou um dispositivo IoT simples.
Limitações: Experiência de desktop impraticável, multitarefa quase impossível, muitos softwares modernos (navegadores, aplicações de escritório) terão dificuldades extremas. Não recomendado para novos projetos, a menos que haja uma razão muito específica e restritiva.
Pi 4 - 2GB:

Cenários Ideais: Servidor Pi-hole, servidor VPN leve (WireGuard/OpenVPN para poucos utilizadores), centro de media Kodi para conteúdo 1080p (sem addons pesados), alguns projetos de retrogaming (consolas mais antigas), automação residencial básica (Home Assistant sem muitas integrações complexas ou addons gourmand), servidor web estático ou com tráfego muito baixo. Pode funcionar como um thin client.
Limitações: A experiência de desktop ainda é bastante limitada; navegar na web com mais do que algumas abas pode levar a lentidão e recarregamento de páginas. Multitarefa é restrita. Servidores mais exigentes (NAS, Plex) sentirão falta de memória rapidamente.
Pi 4 - 4GB:

Cenários Ideais: Considerado o equilíbrio ideal para muitos utilizadores. Oferece uma experiência de desktop viável para navegação, email, documentos e programação leve. Excelente para:Servidores NAS (OpenMediaVault com Samba/NFS).
Automação residencial robusta (Home Assistant com várias integrações, Node-RED).
Media center (Kodi com skins e addons mais pesados, streaming 4K local).
Retrogaming abrangente (incluindo algumas consolas mais exigentes como N64/Dreamcast, embora a performance ainda dependa da emulação).
Servidores web com tráfego moderado (WordPress, etc.).
Projetos de robótica e IoT mais avançados.
Sinalização digital simples.
Limitações: Embora capaz como desktop, pode engasgar com multitarefa muito pesada, edição de vídeo/imagem (além do básico) ou virtualização. Compilação de software grande pode ser lenta.
Pi 4 - 8GB:

Cenários Ideais: A opção mais poderosa, ideal para quem quer extrair o máximo do Pi 4. Excelente para:Uso como Desktop Principal: A opção mais confortável para multitarefa, com muitas abas no navegador, várias aplicações abertas.
Desenvolvimento de Software: Mais memória para IDEs, compilação, execução de contentores Docker.
Virtualização Leve: Executar máquinas virtuais (com limitações de CPU).
Servidores Mais Exigentes: Servidor Plex com capacidade para transcodificação de software limitada, servidores de bases de dados com mais cache, servidores de jogo leves (Minecraft para poucos jogadores).
Sinalização Digital Complexa: Múltiplos feeds de vídeo, conteúdo web dinâmico.
Aplicações de IA/ML na Borda (Edge AI): Mais memória para carregar modelos e processar dados (frequentemente usado com aceleradores como o Google Coral).
Utilizadores que simplesmente querem a "folga" extra para futuras necessidades ou para garantir a máxima fluidez.
Limitações: O CPU continua a ser o mesmo Cortex-A72. Tarefas puramente intensivas em CPU não serão significativamente mais rápidas do que no modelo de 4GB se a RAM não for o fator limitante. O custo é mais elevado.
Modelos Relacionados Baseados na Tecnologia Pi 4

A plataforma Pi 4 não se limita ao Model B. A Raspberry Pi Foundation lançou outros produtos que partilham o mesmo SoC BCM2711:

Raspberry Pi 400:

Conceito: Um Raspberry Pi 4 integrado dentro de um teclado compacto. Basta ligar um rato, uma fonte de alimentação e um monitor para ter um computador funcional.
Hardware: Baseado no SoC do Pi 4, mas com um clock ligeiramente superior (1.8GHz por defeito) e um grande dissipador de calor interno que permite manter essa velocidade sem throttling. Inicialmente lançado apenas com 4GB de RAM LPDDR4.
Conectividade: As portas estão na parte traseira do teclado: 1x Gigabit Ethernet, 2x USB 3.0, 1x USB 2.0, 2x micro-HDMI, GPIO de 40 pinos, slot MicroSD, alimentação USB-C.
Público-Alvo: Educação, utilizadores domésticos que procuram uma solução "tudo-em-um" simples e arrumada, quiosques, utilizadores iniciantes.
Diferenças vs Pi 4B: Forma física integrada, arrefecimento passivo superior, RAM fixa (inicialmente 4GB), uma porta USB 2.0 a menos, sem portas DSI/CSI diretas.
Raspberry Pi Compute Module 4 (CM4):

Conceito: Uma versão do Pi 4 destinada a aplicações industriais e sistemas embebidos, onde os criadores de produtos podem desenhar as suas próprias placas-mãe (carrier boards) com as portas e funcionalidades específicas de que necessitam.
Hardware: Utiliza o mesmo SoC BCM2711. Vem em múltiplas variantes:RAM: 1GB, 2GB, 4GB ou 8GB LPDDR4.
Armazenamento Flash eMMC: Opções de 0GB (Lite - requer cartão SD ou outra fonte na carrier board), 8GB, 16GB ou 32GB. eMMC é geralmente mais rápido e fiável do que cartões SD.
Wireless: Com ou sem Wi-Fi 802.11ac e Bluetooth 5.0 integrados.
Formato: Pequeno módulo com conectores de alta densidade na parte inferior para ligação à carrier board. Não tem portas por si só.
Público-Alvo: Designers de produtos, indústria, automação, sistemas embebidos personalizados.
Diferenças vs Pi 4B: Formato físico radicalmente diferente, requer carrier board, opções de eMMC, opção sem wireless, interface PCIe Gen 2 x1 exposta (uma grande vantagem para adicionar hardware rápido como NVMe SSDs ou placas de rede adicionais, se a carrier board o suportar).
Um Universo de Aplicações: Onde o Raspberry Pi 4 Brilha

A versatilidade do Pi 4, especialmente com as opções de 4GB e 8GB de RAM, abriu um leque enorme de utilizações práticas e criativas:

Computador Desktop Leve: Surpreendentemente capaz para navegação web, email, processamento de texto (LibreOffice), folhas de cálculo, programação (Python com Thonny ou VS Code leve), visualização de media. Os modelos de 4GB e 8GB são recomendados.
Servidor Doméstico Multifunções:NAS (Network Attached Storage): Usando software como OpenMediaVault ou simplesmente Samba/NFS, ligado a discos USB 3.0. A porta Gigabit Ethernet é crucial aqui.
Servidor Web: Hospedar websites pessoais, blogs (WordPress), wikis, ou aplicações web desenvolvidas em Node.js, Python (Flask/Django), etc.
Servidor VPN: Criar um acesso seguro à sua rede doméstica a partir de qualquer lugar usando WireGuard ou OpenVPN.
Pi-hole: Bloqueador de anúncios e tracking ao nível da rede para todos os dispositivos em casa.
Servidor de Impressão: Partilhar uma impressora USB na rede (usando CUPS).
Centro de Media (HTPC - Home Theater PC): Executar Kodi (via OSMC, LibreELEC ou instalado sobre Raspberry Pi OS) para organizar e reproduzir a sua coleção de filmes, séries e música. Capaz de reproduzir conteúdo 4K H.265. As duas portas micro-HDMI podem ser úteis em algumas configurações.
Retrogaming: Construir uma consola de jogos retro com RetroPie, Lakka ou Recalbox. O Pi 4 tem poder suficiente para emular a maioria das consolas até à era da PlayStation 1, N64 e Dreamcast (com variável sucesso dependendo do jogo e do emulador).
Automação Residencial Inteligente: O coração de um sistema de casa inteligente usando Home Assistant, openHAB ou Node-RED. Controlar luzes, tomadas, sensores, termostatos, e integrar com inúmeros dispositivos e serviços (Zigbee, Z-Wave via dongles USB). O GPIO é essencial para ligar sensores e atuadores diretamente.
Robótica e Controlo: A base para robôs móveis, braços robóticos, drones (com hardware adicional), estações meteorológicas, sistemas de monitorização ambiental, projetos IoT. A combinação de poder de processamento, baixo consumo e GPIO torna-o ideal. O CM4 é frequentemente usado em produtos de robótica comerciais.
Sinalização Digital (Digital Signage): Alimentar ecrãs informativos ou publicitários em lojas, escritórios ou espaços públicos. A capacidade de duplo monitor 4K é uma grande vantagem.
Projetos de Rede Avançados: Configurar como um router/firewall (embora interfaces de rede dedicadas sejam geralmente melhores para alto débito), analisador de tráfego de rede, honeypot de segurança.
Educação: Continua a ser uma ferramenta fantástica para ensinar programação (Python, Scratch), eletrónica, conceitos de sistemas operativos e redes. O Pi 400 é particularmente adequado para salas de aula.
Thin Client: Usar como um terminal leve para aceder a desktops remotos (RDP, VNC) ou aplicações virtualizadas.
Cluster Computing: Ligar vários Pi 4s para experiências com computação distribuída (usando Kubernetes/K3s, Docker Swarm, MPI).
Edge AI/ML: Executar modelos de machine learning otimizados na "borda" da rede para análise de imagem, reconhecimento de voz, etc., muitas vezes em conjunto com aceleradores de hardware como o Google Coral USB Accelerator. Os 8GB de RAM são vantajosos aqui.
Software: A Alma do Ecossistema Pi

O hardware é apenas metade da equação. O sucesso do Raspberry Pi deve-se também ao seu robusto ecossistema de software:

Raspberry Pi OS (anteriormente Raspbian): A distribuição Linux oficial, baseada em Debian, otimizada para o hardware Pi. Vem com um ambiente de desktop (baseado em LXDE/PIXEL), ferramentas de configuração e uma vasta seleção de software pré-instalado e facilmente instalável. Existem versões com desktop e "Lite" (sem interface gráfica, para servidores ou uso headless).
Outros Sistemas Operativos: Muitas outras distribuições Linux têm versões para ARM compatíveis (Ubuntu Server/Desktop, Manjaro ARM), além de sistemas operativos mais específicos como OSMC/LibreELEC (media center), RetroPie/Lakka/Recalbox (retrogaming), Home Assistant OS (automação), etc. Até mesmo versões do Windows 10/11 para ARM podem ser instaladas (com limitações e não oficialmente suportadas).
Comunidade e Documentação: A comunidade Raspberry Pi é uma das maiores e mais ativas no mundo maker e da computação de placa única. Existem inúmeros fóruns, tutoriais, projetos documentados, bibliotecas de software (especialmente para Python e GPIO) e livros disponíveis, tornando fácil encontrar ajuda e inspiração.
Pontos Fortes e Fracos do Raspberry Pi 4

Pontos Fortes:

Relação Preço/Desempenho: Oferece uma capacidade computacional impressionante para o seu custo.
Versatilidade: Pode ser adaptado a uma enorme variedade de projetos.
Conectividade Moderna: USB 3.0, Gigabit Ethernet real, Wi-Fi AC, Bluetooth 5.0, duplo micro-HDMI.
Opções de RAM: Flexibilidade para escolher a quantidade de memória adequada ao projeto e orçamento (especialmente 2GB, 4GB, 8GB).
Grande Comunidade e Suporte: Vasta documentação, tutoriais e ajuda online.
Baixo Consumo Energético: Comparado com desktops tradicionais.
GPIO: Acesso direto a hardware para projetos de eletrónica.
Valor Educacional: Excelente ferramenta de aprendizagem.
Pontos Fracos:

Gestão Térmica: Requer arrefecimento (pelo menos dissipadores, idealmente ventoinha ou caixa com bom fluxo de ar) para evitar throttling sob carga.
Dependência do MicroSD: O armazenamento padrão pode ser um gargalo de desempenho e é menos fiável a longo prazo do que SSDs (embora o boot por USB mitigue isto).
Alimentação: Sensível à qualidade da fonte de alimentação USB-C (requer 5V/3A estáveis).
Portas Micro-HDMI: Requerem adaptadores ou cabos específicos.
Não é um Substituto Completo de Desktop: Embora viável para muitas tarefas, não iguala o desempenho de PCs x86 modernos em tarefas exigentes (jogos modernos, edição de vídeo pesada, virtualização complexa).
Evolução e Contexto Atual (Pós-Pi 5)

O Raspberry Pi 4 Model B foi um marco. Estabeleceu um novo padrão de desempenho e capacidade na linha Raspberry Pi. Mesmo com o lançamento do Raspberry Pi 5 (que oferece um CPU Cortex-A76 significativamente mais rápido, GPU VideoCore VII melhorada, interface PCIe Gen 2/3 para SSDs NVMe rápidos através de HATs, e o chip I/O RP1 personalizado pela própria fundação), o Raspberry Pi 4 continua a ser extremamente relevante.

Para muitos dos projetos listados acima, o desempenho do Pi 4 (especialmente os modelos de 4GB e 8GB) é mais do que suficiente. O Pi 4 beneficia de um ecossistema de software e hardware mais maduro e, dependendo da disponibilidade e dos preços (que flutuaram bastante nos últimos anos), pode oferecer uma melhor relação custo-benefício para certas aplicações onde o poder extra do Pi 5 não é estritamente necessário.

Conclusão: O Legado Duradouro do Raspberry Pi 4

O Raspberry Pi 4 Model B representou um ponto de viragem, transformando o que era primariamente uma ferramenta para hobbyists e educação numa plataforma computacional genuinamente capaz e versátil. A introdução do CPU Cortex-A72, da RAM LPDDR4 (com opções até 8GB), do USB 3.0 e da Ethernet Gigabit real abordou as principais limitações das gerações anteriores, tornando-o apto para tarefas que vão desde a computação desktop básica a servidores domésticos robustos, passando por centros de media 4K e projetos complexos de robótica e IoT.

A escolha entre as variantes de 2GB, 4GB e 8GB de RAM é crucial e deve ser baseada nas necessidades específicas da aplicação pretendida. Enquanto o modelo de 2GB serve para tarefas mais leves, os modelos de 4GB e 8GB desbloqueiam o verdadeiro potencial do Pi 4, com o de 8GB a oferecer a máxima flexibilidade e longevidade para multitarefa e aplicações mais exigentes.

Complementado pelo Pi 400 focado na usabilidade e pelo CM4 focado na indústria, o ecossistema Pi 4 oferece soluções para quase todos os nichos. Mesmo na era do Pi 5, o Raspberry Pi 4 continua a ser uma escolha excecional para inúmeros projetos, cimentando o seu lugar como uma das placas de computação de placa única mais impactantes e bem-sucedidas alguma vez criadas. A sua combinação de poder, preço, comunidade e possibilidades continua a inspirar e a capacitar criadores em todo o mundo.