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Raspberry Pi 5 nach zwei Wochen: Ein bisschen mehr von allem

Kleines Kraftpaket: Der Raspberry Pi 5 hat an vielen Stellen Upgrades erhalten (© GIGA)
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Vier Jahre nach dem Start des Raspberry Pi 4 Model B hat die Raspberry Pi Foundation nun den Nachfolger veröffentlicht: den Raspberry Pi 5 – in dieser Generation ohne „B“. Wir haben uns die neue Version des beliebten Platinencomputers intensiv ansehen.

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Warum überhaupt ein Raspberry Pi?

Der Raspberry Pi gilt als der Wegbereiter für die Single-Board-Computer. Eine Platine, kaum größer als eine EC-Karte, auf der ein vollwertiges Betriebssystem läuft. Entworfen als Lerngerät für britische Schüler, erfreut sich der Raspberry Pi einem hohen Ansehen vor allem in der Bastler-Community: Als Webserver, Notfall-PC, NAS, als Emulations-Konsole oder netzwerkseitiger Werbeblocker – die Anwendungsfälle sind mannigfaltig und brachten dem „Raspi“ eine Bekanntheit ein, die weit über die Maker-Szene hinausgeht. Nun ist mit dem Raspberry Pi 5 eine neue Version erschienen, die mehr Leistung verspricht. Wir fühlen dem Pi 5 auf den Zahn.

Spürbar mehr Leistung

Nach vier Jahren Entwicklungszeit seit dem Raspberry Pi 4 (Test) darf ein Leistungssprung schon mal größer ausfallen. Und diesen Sprung liefert der Pi 5 im Vergleich zum Vorgänger gleich an mehreren Stellen.

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Möglich machen das unter anderem zwei Dinge: der Broadcom-BCM2712-Prozessor, der nun mit 2,4 GHz taktet, sowie der eigens entworfene RP1-Chip. Dieser ist für die Kommunikation aller Ein- und Ausgabegeräte verantwortlich. Hier laufen also die Daten von GPIO-Pins („General Purpose Input Output“), den USB-Anschlüssen, Ethernet und dem neuen PCI-Express-Anschluss zusammen.

Nach allen Verbesserungen kann Peripherie wie externe Datenträger nun schneller gelesen werden, die allgemeine Geschwindigkeit des Systems wurde erhöht und sogar der MicroSD-Kartenleser hat ein Upgrade bekommen.

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Den zuletzt genannten Unterschied merkt man bereits beim Hochfahren des Systems. Der Bootvorgang ist nun zwischen einer externen SSD und einer MicroSD-Karte ähnlich schnell.
Ebenso gehen Programmstarts von der SD-Karte nun deutlich schneller vonstatten.

Lese- und Schreibraten des MicroSD-Lesegeräts über mehrere Pi-Generationen:

ModellLesetestSchreibtest
Raspberry Pi 3 B22 MB/s17,5 MB/s
Raspberry Pi 4 B43 MB/s43,1 MB/s
Raspberry Pi 588 MB/s66,5 MB/s

(Mehrere Durchläufe, Ergebnisse gemittelt, Schreibtest: 4 GB sequenziell)

In Kombination mit dem höheren Takt des Broadcom-Chips führt das zu einer deutlich besseren wahrgenommenen Leistung. Zusätzlich erfreuen sich die USB-3.0-Anschlüsse einer spürbar höheren Bandbreite.

Lese- und Schreibraten der USB 3.0-Anschlüsse:

ModellLesetestSchreibtest
Raspberry Pi 4 B272 MB/s227 MB/s
Raspberry Pi 5368 MB/s396 MB/s
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(Mehrere Durchläufe, Ergebnisse gemittelt, Schreibtest: 16 GB sequenziell)

Wer also vorhat, mit dem Raspberry Pi große Datenmengen zu verarbeiten, hat gute Gründe, ein Upgrade zu wagen.

Die Tests wurden mit folgenden Speichermedien durchgeführt:

Änderungen gibt es auch im Grafik-Chip: Die VideoCore VII GPU soll mit 800 MHz schneller laufen als ihre Vorgänger, allerdings müssen wir auf hardwareseitiges De- und Encoding von Videos verzichten. In einem H.264-Encoding-Test in ffmpeg mit einer 1080p-Aufnahme konnten wir feststellen: Die reine softwareseitige Codierung ist deutlich schneller geworden, hängt aber bei weitem der Hardwarebeschleunigung des Raspberry Pi 4 B hinterher.

ModellSoftwareHardware-beschleunigt
Raspberry Pi 4 B9,4 fps50 fps
Raspberry Pi 523 fpsnicht verfügbar

Für den Raspberry Pi 5 als Medienserver könnte es also trotz Verbesserungen eng werden: In einem weiteren Test mit Plex konnten wir zwar einen H.264-codierten Film – auch mit Transcoding auf eine niedrigere Bitrate – ansehen, die CPU lief da allerdings schon auf Anschlag. Das Wiedergeben von zwei Streams parallel war nicht möglich.

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Profitieren könnten dafür – zumindest in der Theorie – Emulatoren: Werden sie einmal auf die neue GPU angepasst, dürfen wir auch da mit einem Leistungsplus rechnen. Aktuell ist der Support allerdings eher eingeschränkt. Um einige Emulatoren überhaupt zum Laufen zu bringen muss derzeit über die Bootkonfiguration ein alternativer Kernel (kernel=kernel8.img) geladen werden. Dieses Problem sollte sich aber in den nächsten Monaten beheben.

Unabhängig davon gibt es kleinere Änderungen: Der PoE-Header ist auf dem Board nach unten gewandert, wer also den Pi 5 direkt über den Netzwerkanschluss mit Strom verbinden will, braucht einen neuen HAT (Hardware Attached on Top). Der Klinkenanschluss ist weggefallen, Ton gibt es jetzt über den HDMI-Ausgang, per USB oder über einen der vielen Digital-Analog-Wandler (DAC), die über die GPIO-Pins angeschlossen werden können. Anstelle des Klinkenanschlusses sind nun die DSI- und CSI-Interfaces ­­­­zu finden – jetzt mit dem vom Pi Zero bekannten kleineren Formfaktor – die in dieser Generation austauschbar sowohl für Displays als auch für Kameras genutzt werden können.

Erstmals besitzt der Raspberry Pi einen Anschluss für eine RTC-Battery, damit die Systemzeit auch nach dem Trennen vom Strom erhalten bleibt. Außerdem wurde ein Ein- und Ausschalter verbaut, mit dem das System von außen hochgefahren werden kann, ohne dass der Strom getrennt werden muss.

Geblieben ist die Unterstützung von bis zu zwei 4K-Displays, die per Micro-HDMI angeschlossen werden können.

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Hot hot hot: Aktive Kühlung empfohlen

Bereits beim Raspberry Pi 4 hat die erhöhte Temperatur des Chips für einen nachgeschobenen offiziellen Gehäuselüfter gesorgt, der per GPIO-Pins angeschlossen wurde.

In dieser Generation hat man direkt zu Beginn an einen offiziellen Lüfter gedacht, der direkt an den neuen dedizierten Fan-Port auf dem Board angeschlossen wird.
Den Einsatz des aktiven Lüfters können wir beim Pi 5 wärmstens empfehlen: Bereits nach einigen Momenten der aktiven Nutzung des Desktop-Modus von Raspberry Pi OS schnellt der Pi ohne Kühlung auf Temperaturen von 80 °C hoch. Mit Passivkühlkörpern konnte sich dieser Anstieg nur etwas hinauszögern, aber kaum verhindern lassen.

Der offizielle Lüfter des Raspberry Pi 5
Viel Metall: Der Raspberry Pi 5 benötigt einen aktiven Kühler, um einen kühlen Kopf zu bewahren (Bildquelle: GIGA)

Der aktive Kühler ist PWM-gesteuert, die Drehzahl orientiert sich also an der gemessenen Temperatur. Das führt dazu, dass der Lüfter im Alltag eigentlich nur kurz beim Bootvorgang auffällt. Bei etwa 50 °C startet der Lüfter langsam an zu drehen und ist dann – zumindest für meine Ohren – nicht hörbar. Die Temperatur habe ich danach nie über 65 °C steigen gesehen.

Gut zu wissen: Der Lüfter steht mitsamt Kühlrippen nun etwas über die GPIO-Pins über. Wer gleichzeitig den Lüfter und einen HAT nutzen möchte, sollte über eine Verlängerung der GPIO-Pins nachdenken.

Neues Netzteil: Ein bisschen wählerisch

Die höhere Leistung geht auch mit einem höheren Stromverbrauch einher. Im Leerlauf ist nach unserer Messung der Stromverbrauch von 3,0 W beim Pi 4 auf 3,5 W beim Pi 5 angestiegen. Voll ausgelastet haben wir den Pi aber nur auf 10 Watt treiben können.

Das Netzteil des Raspberry Pi 5
Mit dem neuen Raspberry Pi wird auch ein neues Netzteil empfohlen (Bildquelle: GIGA)

Das neue offizielle Pi-5-Netzteil liefert eine Stromstärke von bis zu 5 Ampere, um auch externe Geräte mit genügend Strom zu versorgen. 5 A unterstützen nur wenige USB-Netzteile, sodass man bei anderen Netzteilen stets mit einer „Dieses Netzteil liefert keine 5 Ampere“-Meldung begrüßt wird.

Screenshot: „This power supply is not capable of supplying 5A“
Wählerisch: Bei allen getesteten Drittanbieter-Netzteilen bekommen wir eine Warnmeldung zu Gesicht. Startet man von einer USB-Festplatte, muss man den Start durch weiteres drücken der Power-Taste bestätigen (Bildquelle: GIGA)

Eine geringere Stromstärke fällt im Alltagsgebrauch nicht weiter ins Gewicht, sollte man den Pi ohne weiteres Zubehör verwenden. Schließt man aber etwa eine externe Festplatte an und nutzt sie dann auch noch, kommt es mit allen getesteten Drittanbieter-Netzteilen zu Verbindungsabbrüchen, und das obwohl der Raspberry Pi noch weit von der maximalen Leistung der Netzteile entfernt war.

PCI-Express – in der Zukunft

Der Pi 5 besitzt einen PCIe-Anschluss direkt auf dem Board, allerdings in Form eines Anschlusses für FPC-Kabel. Für viele Projekte, etwa zum Einsatz in einem Homeserver, ist PCI-Express für den Anschluss unterschiedlicher Speichermedien nützlich, allerdings müssen wir auf die Verfügbarkeit entsprechender Adapter, etwa für einen M.2-Anschluss, noch warten.

Screenshot eines Tweets von aallan
Eine erste Version des M.2-HATs wird bereits getestet (Bildquelle: @aallan/Twitter)

Die PCIe-Schnittstelle ist zertifiziert für PCIe 2.0, besitzt also eine Bandbreite von 5 GBit/s, kann durch eine Änderung in den Boot-Einstellungen auf PCIe 3.0 (8 GBit/s) hochgeschraubt werden. Das kann aber offenbar dank des FPC-Kabels zu Problemen führen. Erst nach der Veröffentlichung eines finalen Adapters werden wir also sehen, wie zuverlässig diese Lösung ist.

Nahaufnahme des PCIe-Anschlusses auf dem Raspberry Pi 5
Da wäre doch bestimmt auch Platz für einen M.2-Anschluss gewesen (Bildquelle: GIGA)

Sollte ein Nachfolger des Raspberry Pi 400 auf Basis des Pi 5 geplant sein, wäre die Implementierung von einem internen M.2-Anschluss weit oben auf meiner Wunschliste.

Bücherwurm und Minotaurus: Die Software des Pi 5

Mit dem Launch des Raspberry Pi 5 ist auch die neueste Version von Raspberry Pi OS (früher Raspbian) auf Basis von Debian „Bookworm“ veröffentlicht worden. Die meisten Änderungen befinden sich unter der Haube, am auffälligsten dürfte für Umsteiger aber sein, dass erstmals neben Chromium eine Version von Firefox bei der Installation angeboten wird.

Zusätzlich wurde von der neuen Ubuntu-Version 23.10 („Mantic Minotaur“) bereits ein Image für den Pi 5 veröffentlicht. Das System läuft auf den ersten Blick flüssig, allerdings scheint es noch Probleme mit der Lüftersteuerung zu geben: Der offizielle Raspberry-Pi-Lüfter läuft aktuell konstant auf Hochtouren. Dieses Problem sollte aber in naher Zukunft gefixt sein.

Zwei Wochen mit dem Raspberry Pi 5: Ein erstes Fazit

Der Raspberry Pi 5 ist dank des Leistungszuwachses alltagstauglicher denn je. Der Desktop-Modus von Raspberry Pi OS läuft mit dem neuen Board flüssiger als man es mit den Vorgängern je erlebt hatte. Mal ein YouTube-Video ansehen oder auch einen Testartikel schreiben, das geht ohne Probleme mit diesem Plus an Leistung.

In den vergangenen Generationen der Raspberry Pis habe ich das Betriebssystem immer auf eine externe USB-Festplatte installiert, schließlich konnte man einen enormen Geschwindigkeitsschub durch das Einsetzen einer SSD im Vergleich zu einer MicroSD erwarten. In dieser Generation ist das anders: Der neue SD-Kartenleser beschleunigt Startvorgänge von Programmen so, dass sie im Alltag kaum noch von der SSD unterscheidbar sind. Für mich ist das wahrscheinlich das (bislang) nützlichste Upgrade des neuen Raspberry Pi.

Und falls man doch noch schnelleren oder größeren Speicher braucht: Durch den RP1-Chip wurden die USB-Anschlüsse beschleunigt und der PCI-Express-Anschluss verspricht eine hohe Performance, sobald ein entsprechender Adapter angeboten wird. Auf den muss man allerdings auch noch warten. Mir erschließt sich ehrlich gesagt nicht, warum man sich beim Design des Raspberry Pi 5 an dieser Stelle nicht noch die paar Millimeter genommen hat, um gleich einen vollwertigen M.2-Anschluss zu verbauen, für den bereits etliche Adapter zu einem PCIe-Anschluss existieren. Da gibt es unter der Single-Board-Computer-Konkurrenz bereits einige auf dem Markt, die das bereits anbieten, bei ähnlichem Formfaktor.

Nahaufnahme des Raspberry Pi 5
Ist gleich geblieben: Die kompakten Maße des Raspberry Pi 5 (Bildquelle: GIGA)

Eigentlich gibt es nur zwei Stolpersteine, die einem den Spaß an dem neuen Pi vermiesen könnten. Wie zuletzt beim Raspberry Pi 4 ist die Verfügbarkeit des Pi 5 bislang stark begrenzt. Einige Onlinehändler nehmen zu diesem Zeitpunkt, einige Wochen nach dem Launch, keine Vorbestellungen mehr an, andere haben bereits angekündigt, das neue Modell erst in den nächsten Monaten liefern zu können.

Und sollte man dann doch die Möglichkeit haben, an einen Pi 5 herankommen, stellt sich die Preisfrage: Die Variante mit 4 GB RAM kostet je nach Shop um die 70 Euro. Die uns vorliegende Version mit 8 GB RAM hat einen Preispunkt von etwa 90 Euro. Der Raspberry Pi 5 liegt damit im gleichen Preissegment wie seine Vorgänger, allerdings werden günstigere Modelle mit nur 1 oder 2 GB RAM bislang nicht angeboten. Außerdem kommen die Kosten für das neue Netzteil, ein passendes Gehäuse, den aktiven Lüfter, ein Speichermedium und ein bis zwei Micro-HDMI-Kabel zusätzlich obendrauf.

Für diesen Preispunkt kann man nicht nur bei der Konkurrenz der Single-Board-Computer fündig werden, auch finden sich da schon einige Angebote von Intel-basierten Mini-PCs, die auf dem Gebrauchtmarkt refurbished günstig angeboten werden. Die können dann zwar nicht mit der Energieeffizienz eines ARM-SBC mithalten und sind aufgrund ihrer Größe und den fehlenden GPIO-Pins weniger flexibel einsetzbar, besitzen aber dank ihrer mainstreamigen CPU-Architektur einen astreinen Software-Support.

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Der Raspberry Pi 5 erweitert das Raspberry-Produktspektrum in Sachen Leistung nach oben. Nicht jeder wird diese Leistung brauchen, aber dafür gibt es ja dann günstigere Alternativen: Den Raspberry Pi 4 wird es weiterhin in den kleineren RAM-Varianten zu kaufen geben, außerdem ist auch der Pi Zero 2W inzwischen wieder weitläufig verfügbar, der gerade für stromsparende Handheld-Projekte eine interessante Wahl ist.

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