Raspberry Pi 5 ist besser als zwei Pi 4
(hackaday.com)- Der Raspberry Pi 5 ist in den meisten Benchmarks 2- bis 3-mal schneller als der Pi 4 und dürfte nach seiner Einführung im Oktober 2023 zur Standardwahl für Projekte werden, die Leistung brauchen
- Der Leistungssprung kommt vom BCM2712 SoC mit vier ARM-A76-Kernen bei 2,4 GHz, schnellerem DRAM, VideoCore, WiFi- und SD-Interface sowie Dual-MIPI und zwei 4K-60-Hz-HDMI-Ausgängen
- Gigabit-Ethernet bleibt unverändert, doch dank Unterstützung für ARM-Krypto-Erweiterungen ist die AES-Leistung 45-mal höher, was in TLS-lastigen Umgebungen Verschlüsselungsengpässe reduzieren kann
- Mit der höheren Leistung steigen auch Stromverbrauch und Wärmeentwicklung: Der Pi 5 verbraucht bis zu 12 W, sodass ein Kühlkörper oder aktive Kühlung per Lüfter nötig sein kann
- Offiziell herausgeführtes PCIe 2.0 x1, die RP1-Southbridge, ein Power-Button, RTC und USB-C Power Delivery erweitern die Einsatzmöglichkeiten für Desktop-, Storage-, Kamera- und Display-Projekte
Rund doppelte Leistung gegenüber dem Pi 4
- Der Raspberry Pi 5 erreicht ungefähr die Geschwindigkeit von zwei Raspberry Pi 4, bei einem genannten Preisaufschlag von 5 US-Dollar
- Wer den Pi 4 für ein Projekt mit Leistungsbedarf einsetzen wollte, fährt möglicherweise besser damit, ein paar Wochen bis zum Verkaufsstart des Pi 5 zu warten
- Im Zentrum der Leistungssteigerung steht der neue Broadcom-BCM2712 SoC
- Der Pi 5 betreibt vier ARM-A76-Kerne mit 2,4 GHz
- Der Pi 4 betreibt vier ARM-A72-Kerne mit 1,8 GHz
- Bei der CPU liegt der Pi 5 gegenüber dem Pi 4 grob 2- bis 3-mal vorn
- Der DRAM-Takt wurde verdoppelt
- VideoCore wurde effizienter, und auch die Pixelverarbeitung ist etwa doppelt so schnell
- Der neue WiFi-Controller erreicht mit demselben Funkchip ungefähr den doppelten Durchsatz
- Auch das SD-Karten-Interface kann doppelt so schnell arbeiten, wodurch Bootzeiten von unter 10 Sekunden, etwa nahe 8 Sekunden, möglich werden
Display, Kamera, Verschlüsselung und Netzwerk
- Der Pi 5 hat zwei MIPI-Kamera-/Display-Lanes, was Stereo-Imaging oder die gleichzeitige Nutzung von Kamera und externem Display ermöglicht
- HDMI kann zwei 4K-60-Hz-Displays ansteuern
- Es gibt auch Bereiche, die von der allgemeinen Verdopplung abweichen
- Gigabit-Ethernet bleibt weiterhin Gigabit-Ethernet
- Wer an diese Grenze stößt, braucht einen externen Netzwerkadapter
- Der neue Broadcom-SoC unterstützt ARM-Krypto-Erweiterungen
- Bei Aufgaben wie AES ist er gegenüber dem Pi 4 45-mal schneller
- In Umgebungen, in denen TLS fast überall genutzt wird, verhindert das, dass Verschlüsselungsleistung zum Flaschenhals wird
- Auch in inoffiziellen Tests fühlte sich der Pi 5 insgesamt etwa doppelt so schnell an wie der Pi 4 und deutlich reaktionsfreudiger als der Pi 400
Strom, Wärme und Gehäusedesign
- Bei gleicher Arbeitslast ist der Pi 5 effizienter als der Pi 4, kann aber stärker ausgelastet werden, wodurch die maximale Leistungsaufnahme steigt
- Die Spitzenleistung des Pi 5 beträgt 12 W
- Die Spitzenleistung des Pi 4 beträgt 8 W
- Stromversorgung und Wärmeabfuhr können Teil der Nutzungskosten und Designanforderungen des Pi 5 werden
- Das neue Stromversorgungssubsystem nutzt den DA9091 Power-Management-IC
- Er erzeugt 8 separate Spannungen
- Er kann den BCM2712 SoC mit 20 A versorgen
- Der Chip wurde gemeinsam von Raspberry Pi und Renesas entwickelt
- Eine Echtzeituhr-Einheit ist ebenfalls enthalten
- USB-C Power Delivery wird unterstützt, wodurch es einfacher wird, ein Netzteil zu finden, das genügend Leistung liefern kann
- Ein Power-Button ist standardmäßig verbaut und reduziert die Notwendigkeit bisheriger Power-Button-Mods
- Wärmeentwicklung ist eine der wichtigsten Einschränkungen des Pi 5
- Ein Kühlkörper kann nötig sein
- Auch eine aktive Kühllösung mit Lüfter kann erforderlich sein
- Auf dem Board gibt es einen Lüfter-Header
- Raspberry Pi hat auch das Gehäuse für den Pi 5 neu gestaltet
- Ein Lüfter wurde hinzugefügt
- Es gibt eine abnehmbare Abdeckung und Lüftungsschlitze an der Unterseite
- Ein kleines Acrylteil dient als Kappe für den Power-Button und als Anzeige für den Stromstatus
Offizielles PCIe und NVMe-Möglichkeiten
- Für die Desktop-Nutzung ist die auffälligste neue Funktion des Pi 5 die offizielle Unterstützung für eine PCIe-Lane
- Der Pi 4 nutzte PCIe zwischen USB-Controller und SoC, und es gab Hacks, die dies abgriffen
- Beim CM4 konnte man zwischen USB und PCIe wählen, musste dafür aber ein eigenes Board entwerfen
- Der Pi 5 kann PCIe ohne Hacks nutzen
- Allerdings ist ein Adapter erforderlich
- Eine einzelne PCIe-2.0-Lane wird über einen Flat-Flex-Connector herausgeführt
- Man braucht ein Adapterboard, das zur gewünschten Peripherie passt
- In Tests von Jeff Geerling wurde mit Raspberry Pis Preview-Hardware-Adapter ein NVMe-Laufwerk angeschlossen
- Mit offiziell unterstütztem PCIe 2.0 erreichte er 450 MB/s
- Durch Änderung einer Zeile in
/boot/config.txtund Aktivierung des nicht unterstützten PCIe-3.0-Modus erreichte er fast 900 MB/s - PCIe 3.0 ist kein zertifizierter Betriebsmodus; in den meisten Fällen funktionierte es jedoch
Die Rolle des RP1-Custom-Controllers
- Dual-MIPI, duales USB 3.0, duales USB 2.0 und die verbesserte Peripheriebandbreite des Pi 5 sind dem eigenen RP1-Interface-/Southbridge-Chip von Raspberry Pi zu verdanken
- Eben Upton beschreibt RP1 als etwas, das einer Chiplet-Architektur nahekommt
- Broadcom fertigt den SoC in einem feinen Prozess, während Raspberry Pi den übrigen I/O in einem größeren und günstigeren Prozess abwickelt
- RP1 übernimmt folgende Funktionen
- Ethernet
- USB
- MIPI
- Analoger Videoausgang
- USART
- I2C
- I2S
- PWM
- GPIO
- SDRAM, SD-Karte und HDMI fallen nicht in den Zuständigkeitsbereich von RP1
- Der Pi 5 nutzt 4 PCIe-Lanes als Backbone zwischen SoC und RP1
- Die Link-Bandbreite beträgt 16 Gb/s
- Da PCIe kein proprietäres Protokoll ist, können Raspberry Pi und Broadcom vergleichsweise lose zusammenarbeiten
- Da der SoC zusätzliche PCIe-Kanäle hat, konnte PCIe für Endnutzer herausgeführt werden
Verschwundene Ports und neue Anschlüsse
- Beim Pi 5 ist der große gelbe Composite-Video-Ausgang verschwunden
- Stattdessen sind Lanes herausgeführt, die per Löten genutzt werden können
- Die bisherige Audio-Ausgangsbuchse wurde vollständig entfernt
- Wer hochwertiges Audio braucht, muss auf HDMI-Audioausgabe oder ein HAT setzen
- Weitere Verbindungselemente sind
- PoE über einen 4-Pin-Header
- ARM-Debug/UART über einen 3-Pin-Header
- JST-Batterieanschluss für den RTC-Erhalt
- Rund um den Prozessor wurden Montagelöcher ergänzt, um Kühlkörper oder Lüfter zu berücksichtigen
- Die Flat-Flex-Connectoren für MIPI-Kamera/Display verwenden nicht die breite Form des Pi 4, sondern die schmalere Form, die man vom Pi Zero kennt
Produktpositionierung und Lieferplan
- Der Pi 5 ist kein Produkt, das den gesamten Markt für Single-Board-Computer auf den Kopf stellt, ist aber mindestens doppelt so gut wie der Pi 4, bei nur geringem Preisaufschlag
- Wenn man an die Zeit zurückdenkt, in der der Pi 4 mit hohen Aufschlägen gehandelt wurde, liegt der Pi 5 in einem guten Preisbereich
- Es gibt zwar schnellere Linux-SBCs auf dem Markt, sie sind aber teurer; das Wertversprechen des Pi 5 bleibt stark
- Auch die Dokumentation und Software-Unterstützung von Raspberry Pi sind Vorteile
- Raspberry Pi plant, im verbleibenden Jahr 2023 knapp unter 1 Million Pi 5 zu produzieren und an Händler zu liefern
- Wer Geschwindigkeit braucht und die Wärme in den Griff bekommt, hat kaum einen Grund, sich nicht für den Raspberry Pi 5 zu entscheiden
1 Kommentare
Meinungen auf Hacker News
Die Aussage „Es ist viel einfacher geworden, ein Netzteil zu finden, das die für den Pi 5 nötige Leistung liefern kann“ scheint mir größtenteils falsch zu sein
Der Pi 4 nutzt 5V 3A, also 15W, und standardmäßig erhöht man die Spannung, wenn man über 15W hinaus will; beim Pi 5 wurde dagegen der Strom erhöht
5V-5A-USB-PD-Netzteile sieht man kaum, und ich frage mich, was ein Buck-Converter-Dongle kosten würde, der 9V 3A auf 5V 5A heruntersetzt
Selbst wenn das Netzteil es unterstützt, kann bei keinem hochwertigen Kabel der Spannungsabfall so groß sein, dass eine Unterspannungswarnung erscheint
Im Moment würde ich das offizielle Netzteil oder später das offizielle PoE+ HAT empfehlen
Der Preis für ein derzeit sichtbares 5V-5A-Netzteil liegt bei £11.90
In einem der Launch-Videos wurde dieser Kompromiss behandelt: Wenn man nur ein 3A-Netzteil hat, wird lediglich die Leistung der nachgeschalteten USB-Ports begrenzt; der Rest funktioniert
Dort heißt es, USB-PD R3.1 unterstütze feste Spannungen, Programmable Power Supply (PPS) und Adjustable Voltage Supply (AVS), und der Standard Power Range (SPR) mit festen Spannungen unterstütze 3A und 5A bei 5V, 9V, 15V und 20V
Wenn AnandTech recht hat, geht es kaum eindeutiger; auch PPS ist einen Blick wert. Das weiter oben genannte Anker-Ladegerät liefert 5A bei 3,3V bis 11V, also liegt 5V 5A genau in diesem Bereich, solange man ein e-marker-Kabel mit 5A-Unterstützung hat
Ich weiß nicht, ob der Pi 5 PPS-Aushandlung unterstützt, aber falls ja, würde das die Ladegeräte-Kompatibilität erhöhen. Ich stimme zu, dass im Pi 5 so etwas wie ein Buck Converter hätte stecken sollen, aber es ist schwer, das als nicht standardkonform zu bezeichnen; es ist eher eine unübliche Nutzung des Standards
Schon beim Pi 4 hat man es schwer, wenn man irgendein USB-Ladegerät verwenden will, und es ist schließlich auch kein Gerät mit Akku
Wenn man kein 5V-5A-Netzteil verwendet, werden die USB-Ports lediglich auf jeweils 600mA begrenzt, und trotzdem kann man ihn problemlos nutzen
Raspberry Pi wird ziemlich teuer
Wenn ich mich richtig erinnere, lagen die frühen Modelle bei etwa $30, jetzt werden über $80 verlangt
Viele hier, mich eingeschlossen, würden wohl auch ein leistungsfähigeres und weniger günstiges Modell mögen. Der zentrale Vorteil des Raspberry Pi ist meiner Meinung nach, dass er ein erweiterbarer Kleincomputer ist, den man wie einen gemeinsamen Standard verwenden kann; der Preis ist mir nicht so wichtig, aber CPU- und I/O-Leistung bremsen mich oft aus
Wie man bei Smartphones sieht, können ähnliche SoCs deutlich mehr. Gleichzeitig stimmt auch, dass er für viele Nutzer und Einsatzzwecke eher günstiger sein müsste, statt immer teurer zu werden
Man hätte auch ein Premium-Hochleistungsmodell verkaufen können, um die günstigen Modelle zu subventionieren
Ich werde meinen Pi-3-Server durch so ein Gerät ersetzen, und dass ich mich nicht mit ARM befassen muss, ist ein großer Vorteil
Ältere Modelle kann man weiterhin kaufen, und sie sind günstiger geworden als zum Launch. Dafür hat man jetzt die Option, für mehr Geld ein leistungsfähigeres Modell zu kaufen
Wenn man v4 braucht, sinken die Preise gerade
Ich warte auf RISC-V-Boards. Zumindest werde ich dort wohl eine vernünftige Dokumentation bekommen, anders als bei RPi-Boards
Wenn der Pi 5 kommt, will ich mir einen günstigen Pi 4 schnappen
Ich dachte, ich hätte ein Schnäppchen gemacht, als ich einen Pi 4 zum Normalpreis auf Lager gefunden habe … verdammt
Er verbraucht nur 8W, der Pi 5 dagegen 12W, also muss man sich auch weniger Sorgen um die Kühlung machen. Es gibt immer noch sehr viele Projekte, für die der Pi 4 eine gute Wahl ist
Als Allzweckcomputer nähert sich der Pi 5 allerdings bei mehreren Einsatzzwecken, für die der Pi 4 etwas zu schwach war, einem konkurrenzfähigen Niveau. Für Mini-Workstation-Zwecke wie Web-Browsing oder leichte Entwicklungsarbeit kann man den Pi 5 wohl gut in Betracht ziehen, und die Stellen, die sich beim Pi 4 etwas träge anfühlten, dürften besser werden
Erwarten die Leute wirklich Performance von einem RPi?
Ich dachte, der Reiz liege darin, dass er gut genug nutzbar, offen genug und mit vielen Peripheriegeräten und Bastelmöglichkeiten ausgestattet ist. Oder vielleicht habe ich auch einfach den Anschluss verloren.
Inzwischen habe ich meine Hobby-Entwicklung fast komplett auf Raspi-Geräte verlagert, nutze einen Raspberry Pi 400 als Hauptarbeitsgerät und mache Projekte mit mehreren 3er- und 4er-Modellen.
Mir gefällt sehr, dass man ein Projekt eigenständig paketieren kann, indem man alles auf einen Pi packt: Entwicklungstools, Ein-/Ausgabe usw.
Wenn ich ein neues Projekt starten will, richte ich einfach einen weiteren Pi ein und lege los.
Mit einem leistungsfähigeren Modell könnte ich noch mehr von meiner Arbeit auf den Pi verlagern. Dinge wie VS Code laufen zwar, aber nicht wirklich gut; auf dem Pi 4 ist vieles schon fast hervorragend.
Der Pi 5 scheint auszureichen, um dieses Gleichgewicht zu verschieben.
Man kann ihn sogar mit einem Akkupack betreiben und sich dann in seinem Lieblings-Starbucks per Tablet verbinden und entwickeln.
8 Sekunden Bootzeit – nur 2 Sekunden langsamer als mein Commodore 64.
Etwas weniger sarkastisch gesagt: Es ist sicher ein besseres System, aber nur weil die Kerne mit 2,4 GHz statt 1,8 GHz laufen, kann man den Stromverbrauch nicht ignorieren.
Es gibt dasselbe Problem wie beim Overclocking. Man kann den Takt erhöhen, aber irgendwann muss man die Kerne begrenzen, bevor die Lötstellen auf dem Board schmelzen oder sich die Leiterplatte unter dem Package ablöst; die Wärme, die man aus dem Package herausbekommt, ist also begrenzt.
Ich nehme an, die Leute bei Broadcom haben das berücksichtigt, aber man kann nicht einfach sagen: „Der Takt ist 33 % schneller, also werden auch 33 % mehr Daten verarbeitet.“
Ich hätte mir gewünscht, dass sie statt eines Performance-Wettlaufs den Preisbereich von 35 US-Dollar gehalten hätten.
Letztlich geht es beim Pi meiner Meinung nach nicht vor allem darum, billig zu sein, sondern darum, bei gutem Gegenwert ausreichend leistungsfähig zu bleiben.
In der Preisgestaltung steckt vermutlich viel verborgene Komplexität, und es ist gut möglich, dass man deutlich mehr als 12,5 % bei Funktionen oder Leistung hätte opfern müssen, um den Preis um 12,5 % auf 35 US-Dollar zu senken.
Großartig, dass das neue Broadcom-SoC endlich ARM-Krypto-Erweiterungen unterstützt; das war längst überfällig.
Der Pi 5 ist wirklich gut, aber dass er einen Kühlkörper braucht, fühlt sich für mich wie ein völlig anderes Spiel an.
Solange 4 und 5 parallel existieren, ist das in Ordnung. Experimente sind sehr gut, aber ich finde auch den Wert von niedrigem Stromverbrauch und vielseitiger Einsetzbarkeit groß.
Es wurde ausdrücklich betont, dass er auch ohne Kühlkörper, wenn er ans Temperaturlimit kommt und die CPU drosselt, schneller als der Pi 4 ist.
Nur aktive Kühlung ist eben nicht nötig.
Ich frage mich, ob die erwähnte Kühlung – ob Kühlkörper, Lüfter oder beides – einen großen Einfluss auf Größe und Gewicht des Geräts hat.
Kann ein Lüfter, der auf dem Board kaum auffällt, ein unter Last stehendes Gerät realistisch kühlen?
So oder so ist es ein tolles Produkt, und es ist schön zu sehen, dass weiterhin neue Funktionen und bessere Spezifikationen hinzukommen.
Allerdings braucht man Öffnungen für die Belüftung.
Er ist so konstruiert, dass er in das offizielle Pi-Gehäuse passt, sodass man von außen keine aktive Kühlung sieht, aber das Geräusch ist ziemlich deutlich wahrnehmbar.