Systeme: Raspberry Pi 2

Mini-Bolide

Der Minicomputer Raspberry Pi ist günstig und deshalb überaus populär. Im Februar ist ein neues Modell erschienen, das über eine höhere Taktrate, vier Cores und mehr Speicher verfügt. IT-Administrator hat sich die neue Ausgabe des Raspberry genauer angesehen.
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Der Raspberry Pi [1] war schon zu einer riesigen Erfolgsgeschichte geworden, bevor er überhaupt als echte Hardware verfügbar war. Kaum vorgestellt, wollten so viele Menschen ihn haben, dass vorübergehend die Server der Webshops zusammenbrachen und dann, wenn sie funktionierten, bis zu 100.000 Vorbestellungen pro Tag verzeichneten. Das war Anfang 2012. Vor kurzem, im Februar 2015, meldete die hinter dem Projekt stehende Foundation fünf Millionen verkaufte Geräte.

Vom ersten Konzept im Jahr 2006 bis zum aktuellen Modell hat der Raspberry Pi sich grundlegend gewandelt. So war in den ersten Prototypen noch ein Atmega-Microcontroller verbaut, der aber nicht die gewünschte Leistung lieferte. Im Lauf der Zeit kamen immer mehr günstige Chips auf den Markt, die auch in den millionenfach verkauften Smartphones tickten, sodass es taugliche Alternativen zu den günstigen Microcontrollern gab. Die Wahl fiel schließlich auf den BCM2835-Chip von Broadcom, der Firma, bei der auch der Raspberry-Erfinder Eben Upton angestellt ist.

Nach dem ersten Serienmodell A folgten einige Varianten, die den grundlegenden Aufbau unverändert ließen, aber mit mehr Speicher und Anschlüssen ausgestattet waren. So verfügten die Modelle B und B+ über 512 MByte RAM, Letztere auch über vier USB-Ports. Im Februar 2015 wurde mit dem Raspberry Pi 2 ein neues Modell vorgestellt, das gleich als "Model B" auf den Markt kam und im Aufbau dem alten Model B+ ähnelt.

Jetzt mit ARMv7 und vier Cores

Die Modelle der ersten Generation (einschließlich B und B+) nutzen einen Broadcom-Prozessor BCM 2835 [2], der neben den Media-Subsystemen eine ARMv6-CPU beinhaltet.

Mit dem Raspberry Pi 2 ist daraus ein BCM 2836 geworden, der eine CPU mit ARMv7-Befehlssatz, vier Kernen und 900 MHz enthält (Bild 1). Gleichzeitig wurde mit dem neuen Modell der RAM-Speicher von 512 MByte auf 1 GByte vergrößert.

Die CPU im Raspberry war immer vergleichsweise schwach, aber da es sich um einen System-on-a-Chip (SoC) handelt, der stromsparende Einheiten für Videoplayback und Grafik enthält, konnte der Raspberry dennoch als Mediaplayer mit Full-HD-Auflösung verwendet werden. Damit ist der Raspberry in der Lage, Video in Bluray-Qualität und H.264-Codierung mit 40 MBit/s wiederzugeben. Für Echtzeitgrafik bietet der Chip OpenGL ES 2.0 und entspricht in der Leistung etwa der Xbox 1. Zur Grafik-Wiedergabe verfügt der Raspberry über einen HDMI-Port und einen Videoausgang, der beim aktuellen Modell in die vierpolige Klinkenbuchse integriert ist.

Im Test war der Raspberry 2 schon beim Booten subjektiv deutlich schneller als der alte. Auch der Desktop ließ sich flüssiger bedienen. In Benchmarks erreicht der Neue in etwa die Werte, die angesichts der Spezifikation der Hardware zu erwarten sind. Bei Anwendungen, die nur einen Prozessorkern verwenden, ist er in etwa 1,5-mal so schnell wie die Vorgänger. Machen Programme von mehreren Cores Gebrauch, ist der Kleincomputer bis zu sechsmal so schnell.

Kein GBit und kein SATA

Anschluss ans Netz findet der Pi über einen 10/100-MBit-Ethernet-Port, der intern mit dem USB-Bus verdrahtet ist, weshalb auch ein Upgrade auf GBit-Ethernet ohne eine andere Architektur nicht möglich ist. Das Booten übers Netz per PXE bleibt dem Raspberry-Anwender versagt, genauso die Nutzung von Power-over-Ethernet, was bei einem solchen Minirechner nicht unpraktisch wäre. WLAN-Sticks, Festplatten und so weiter können über einen der vier USB-2.0-Ports angeschlossen werden, ein SATA-Interface besitzt der Raspberry 2 nicht.

Als Massenspeicher verwendet der Raspberry 2 eine MicroSD-Karte, die mindestens eine Kapazität von 8 GByte haben und der Leistungsklasse 10 angehören sollte. Solche Karten sind aber eigentlich nicht für den Dauerbetrieb als Dateisystem ausgelegt und entsprechend empfindlich gegenüber vielen Lese-/ Schreibvorgängen. Wer den Pi als Mediacenter verwenden möchte, wird seine Filme ohnehin auf einem NAS oder Ähnlichem gespeichert haben und übers Netz darauf zugreifen. Eine ähnliche Konfiguration lässt sich auch für den Einsatz als normale Workstation verwenden, zum Beispiel, indem man die Home-Verzeichnisse auf NFS-Shares auslagert.

Bild 1: Linux zeigt in den Prozessorinformationen, dass der Raspberry 2 über vier Cores verfügt.

Um auch als Bastelrechner für eine große Bandbreite von angeschlossener Hardware zu taugen, verfügt der Raspberry über eine Steckleiste namens GPIO (General Purpose I/O), deren Pinks unterschiedliche Aufgaben erfüllen. Einige stellen eine Gleichspannung von 5 respektive 3,3 Volt bereit, während sich andere beispielsweise als SPI- (Serial Peripheral Interface), I2C- (Inter-Integrated Circuit) oder UART-Schnittstelle (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) nutzen lassen. Zwei weitere Ports dienen dem Anschluss einer Kamera (CSI) und eines Displays (DSI) - zumindest theoretisch, denn erstaunlicherweise sind der Support und die Dokumentation der DSI-Schnittstelle rudimentär.

 Als "Open Hardware" geht der Raspberry Pi 2 übrigens trotz seiner Kontaktfreudigkeit nicht durch. Zwar ist die Schaltung des Computers dokumentiert, aber das Layout der Platine ist nicht verfügbar. Auch die verwendeten Halbleitern sind in dieser Hinsicht nicht gerade offen. Vom BCM2836 gibt es keine vernünftige Dokumentation, die ohne Verschwiegenheitsklausel (NDA) einsehbar wäre, und die kriegen Entwickler nicht einfach so. Zwar wirbt Broadcom gerne in Pressemeldungen mit Superlativen, in denen "first fully open-source drivers"beworben werden, aber diese sind in Wahrheit oft lediglich dünne Wrapper um die Binärtreiber. Immerhin hat Broadcom im Februar 2014 die OpenGL-ES-Treiber für das Videocore-IV-Subsystem offengelegt [3].

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