Mini-Computer: Raspberry Pi 5 verspricht dreifache Leistung

Die Raspberry Pi Foundation hat die inzwischen fünfte Generation ihres Mini-Computers vorgestellt, der bereits in wenigen Wochen, ab kommendem Oktober, verfügbar sein soll. Der Mitbegründer der Initiative, Eben Upton, schreibt zur Ankündigung, das Team habe "nahezu jeden Aspekt der Plattform" aktualisiert, um "ein kompromissloses Benutzererlebnis" bieten zu können. Vor allem die Leistung des Raspberry Pi 5 soll im Vergleich zur vier Jahre alten Vorgängerversion deutlich gesteigert worden sein.

Grundlage dafür ist das neue SoC BCM2712 von Hersteller Broadcom, das in einem 16nm-Prozess gefertigt wird. Das SoC besteht unter anderem aus einem Quadcore aus ARM Cortex-A76 Kernen mit 2,4 GHz Takt, 512 KByte L2 Cache pro Kern sowie einem gemeinsamen 2 MByte großen L3-Cache. Dazu heißt es: "Die Kombination aus einem neueren Kern, einer höheren Taktrate und einer kleineren Prozessgeometrie ergibt einen viel schnelleren Raspberry Pi, der bei einer bestimmten Arbeitslast viel weniger Strom benötigt". Versprochen werden die zwei- bis dreifache Leistung im Vergleich zum Vorgänger.

Überarbeitet hat das Team von Broadcom darüber hinaus die GPU. Der Videocore VII soll nun in der Lage sein, zwei 4K-Displays mit 60 Hz per HDMI zu betreiben. Darüber hinaus gibt es einen Hardware-Decoder für HEVC, der ebenfalls 4Kp60 unterstützen soll. Als Arbeitsspeicher dienen 32-bit LPDDR4X SDRAM. Der Takt soll dabei im Vergleich zum Raspberry Pi 4 mehr als verdoppelt worden sein. Die 4 GByte Variante des Rechners soll 60 US-Dollar kosten, 8 GByte kosten 80 US-Dollar.

I/O-Controller Marke Eigenbau und Power-Management-IC

Neu am Aufbau des Rechners ist zudem ein ausgelagertes I/O-Chiplet, das RP1 genannt wird. Auf dem Hauptchip finden sich nur noch die Anbindungen für die SD-Karte sowie für SDRAM, HDMI und PCIe. Der RP1-Chip sorgt darüber hinaus für die USB-Anbindung (je zwei USB 3.0 und USB 2.0), Gigabit-Ethernet, Mipi, GPIO, einen analogen Videoausgang sowie die bekannten Schnittstellen UART, SPI, I2C, I2S, und PWM. An den Hauptchip angebunden ist der RP1 per PCIe x4, was 16 GBit/s bieten soll. Genutzt werden können außerdem Dual-Band-WLAN nach 802.11ac, also Wi-Fi 5, sowie Bluetooth 5 und BLE.

Der separate I/O-Kern wird bei TSMC im 40LP-Verfahren gefertigt und wurde vom gleichen Team erstellt, das auch für den Mikrocontroller RP2040 zuständig war. Der Chip sei seit 2016 in Entwicklung und mehrfach überarbeitet worden. Der gesamte Design-Prozess habe dabei etwa 15 Millionen US-Dollar gekostet, schreibt Upton.

Als dritter neuer Chip auf dem Board findet sich nun ein IC zur Energieverwaltung. Dabei handelt es sich um den Renesas DA9091, der für die unterschiedliche Spannungsversorgung der Komponenten sorgen soll. Dieser Chip entstand in direkter Zusammenarbeit mit Renesas, was zur Umsetzung zweier vielfach gewünschter Funktionen geführt hat: einer Real-Time-Clock (RTC), die extern über einen Batterie und einen Akku versorgt werden kann, sowie einen von größeren PC-Boards bekannten Power-Knopf, mit dem sich der Pi an- und ausschalten lassen kann.

Angepasste Peripherie notwendig

Das Board selbst hat das Team ebenfalls überarbeitet und vor allem die Anordnung sowie die Auswahl der Anschlüsse leicht verändert, was zu Inkompatibilitäten mit bestehenden Hardware-Erweiterungen führen kann. So müssen bestehende Kameras oder Displays nun per Adapter genutzt werden. Die Foundation bietet allerdings auch Flachbandkabel mit entsprechenden Anschlüssen an. Auch der bestehenden PoE+-Hat kann mit dem Raspberry Pi 5 nicht mehr genutzt werden. Das Team arbeitet aber an einer Ersatzplatine, die Anfang 2024 bereitstehen soll.

Als die wohl wichtigste Erweiterung am Board führt die Ankündigung eine PCIe 2.0 Schnittstelle an, die per FPC-Steckverbindung verfügbar ist. Anfang 2024 sollen dafür dann mechanische Adapter-Boards für M.2-Verbindungen verfügbar gemacht werden. So sollen NVMe SSDs genutzt werden können. Die Erweiterungsboards gibt es in einer großen Variante sowie einer kleineren L-förmigen Variante, welche für die Formate 2230 und 2242 gedacht ist.

Ein angepasstes Gehäuse mit einem kleinen Lüfter kann auch mit dem Raspberry Pi 5 erworben werden. Die Foundation verkauft aber auch einen neuen Lüfter samt Aluminiumkühlkörper für 5 US-Dollar, für den zwei neue Befestigungslöcher im Board untergebracht sind. Für die Stromversorgung gibt es einen JST-Stecker mit 4 Pins. Diese Variante soll sich gar für das Übertakten eignen. Damit dies auch zufriedenstellend funktioniert und die Peripheriegeräte ebenfalls noch ausreichend mit Strom versorgt werden können, bietet die Foundation nun außerdem ein USB-C-Ladekabel für den Pi, das einen Betrieb bei 5 Volt und 5 Ampere (25 Watt) unterstützt.

Der Autor meint dazu:

Mit dem Raspberry Pi 5 verabschieden sich die Verantwortlichen endgültig von der ursprünglichen Idee eines kleinen und kostengünstigen Linux-Rechners zum Basteln. Zwar verfügt das Board immer noch immer über zahlreiche Schnittstellen und Möglichkeiten zur Anbindung, ähnelt inzwischen aber vor allem auf Grund der Ausstattung eher kleinen Rechnern für die Industrie oder Chips für günstige ARM-basierte Laptops. Wer wirklich nur ein kleines Bastelprojekt umsetzen möchten, sollte zu günstigeren Alternativen greifen.