Abo
  • Services:
Anzeige
Die CPU des Raspberry Pi 3 unterstützt Aarch64.
Die CPU des Raspberry Pi 3 unterstützt Aarch64. (Bild: Martin Wolf/Golem.de)

Raspberry Pi: Der mit dem 64-Bit-Kernel tanzt

Die CPU des Raspberry Pi 3 unterstützt Aarch64.
Die CPU des Raspberry Pi 3 unterstützt Aarch64. (Bild: Martin Wolf/Golem.de)

Die Raspberry Pi Foundation sorgt dafür, dass auf der Version 3 ihres Minirechners ein 32-Bit-Linux startet - und das, obwohl der neue Raspberry Pi eine reinrassige 64-Bit-CPU hat. Echte Linux-Kern-Techniker lässt die angezogene Handbremse nicht ruhen.

Als die Raspberry Pi Foundation Ende Februar 2016 das Model 3 ihres so erfolgreichen Minicomputers vorstellte, war die Freude groß. Das neue Modell ist mit einer schnellen 64-Bit-ARMv8-CPU ausgestattet. Der Schwenk von 32-Bit- auf die 64-Bit-Betriebssysteme und -Anwendungen schien eingeleitet. Doch weit gefehlt: Zur großen Überraschung der meisten Raspberry-Pi-Fans und -Entwickler reizt die neue 64-Bit-Hardware ihre Möglichkeiten mit dem Raspbian-Betriebssystem überhaupt nicht aus und arbeitet nur mit 32 Bit.

Anzeige
  • Die Variante für Ungeduldige: Einfach neuen Kernel kopieren und fertig.
  • Mit dem Standard Raspbian verleugnet der Mini-Rechner seine moderne Architektur und tarnt sich als 32-Bit-SoC.
  • Anders als offiziell vorgesehen, lässt sich der Raspberry Pi 3 auch als 64-Bit-System nutzen.
Mit dem Standard Raspbian verleugnet der Mini-Rechner seine moderne Architektur und tarnt sich als 32-Bit-SoC.


Die Zurückhaltung geht so weit, dass ein Raspberry Pi 3 im vorgesehenen 32-Bit-Modus vorgibt, eine ARMv7-Architektur zu haben, obwohl auf ihm ein ARMv8 sitzt: Egal ob in den Bootmeldungen oder in der Ausgabe des Befehls cat /proc/cpuinfo - Kernel und Betriebssystem geben sich als Teil der BCM2709-Familie aus, tatsächlich sind sie auch Teil der BCM2710-Familie.

Die 64-Bit-CPU

Denn auf dem Raspberry Pi 3 sitzt als System-on-Chip ein Broadcom BCM2837. Es handelt sich um die Weiterentwicklung des BCM2836 (BCM2709) des Raspberry Pi 2, bei dem die ARMv7-CPU durch eine Quadcore-ARMv8-CPU vom Typ Cortex A 53 ersetzt wurde. Die CPU kann sowohl im 32-Bit- (AArch32) als auch im 64-Bit-Modus (AArch64) arbeiten, wobei der Raspi 3 als Standard die 32-Bit-Variante wählt.

Die CPU verwendet einen modernisierten Befehlssatz, sie hat 31 64-Bit-Register statt der bisherigen 15 mit 32 Bit. Register 31 (Program Counter) liefert grundsätzlich Null beim Lesen. In der 64-Bit-Variante passieren Gleitkomma-Operationen grundsätzlich mit 128 Bit (Datentyp long double). Des Weiteren unterstützt die CPU standardmäßig ARMs Multimedia- und Signalverarbeitungs-Erweiterung Neon, eine 128-Bit-SMID-Architektur. Zudem verarbeitet der Prozessor diverse Kryptoalgorithmen AES, SHA-1, SHA-256 direkt im Chip.

Mit etwas Abstand wird die technologische Verzagtheit der Raspberry Pi Foundation dennoch nachvollziehbar. So ist der Raspberry Pi 3 nur mit 1 GByte RAM bestückt - zu wenig, um vom erweiterten Adressbereich der ARMv8-Architektur zu profitieren. Zudem ist ein spürbarer Leistungsgewinn in der Praxis durch 64-Bit-Instruktionen nicht zu erwarten. Immerhin ist die neue CPU selbst im 32-Bit-Modus der ARMv7-Architektur des alten Raspberry Pi deutlich überlegen, da das mit der neuen Architektur einhergehende Fertigungsverfahren höhere Taktfrequenzen ermöglicht.

Der gravierende Vorteil des 32-Bit-Betriebs ergibt sich aus dem Umstand, dass die Besitzer der Platinen ihr vorhandenes Raspbian-Userland unverändert weiter verwenden dürfen.

Technik muss begeistern, deshalb wird gebastelt

Auch wenn die 64 Bit beim Rapsberry Pi 3 bestenfalls marginale Geschwindigkeitsvorteile bringen, kann es den Technik-begeisterten Linux-Nutzer nicht auf Dauer zufriedenstellen, bei den Hardwaremeldungen einen Wolf im Schafspelz zu erhalten und eine 64-Bit-CPU mit einem 32-Bit-System zu langweilen. Daher haben sich direkt nach Veröffentlichung des Raspberry Pi 3 Entwickler daran gemacht, den 64-Bit-Betrieb zu ermöglichen. Der Artikel beschreibt, wie das geht.

Dazu müssen an der Firmware, am Kernel und am Userland Hand angelegt werden. Die Firmware muss den Controller des Raspberry Pi 3 direkt beim Booten in den 64-Bit-Modus schalten. Immerhin sieht die Board-eigene Firmware das bereits vor. Dazu ist in der Datei config.txt auf der Bootpartition die Variable arm-control auf den Wert 0x200 zu setzen, wie später noch gezeigt wird. Inzwischen soll eine neue Firmware sogar in der Lage sein, auch ohne Veränderung einen 64-Bit-Kernel zu laden.

Willkommen im U-Boot und Geräte-Baum 

eye home zur Startseite
The Troll 23. Nov 2016

Man kann auch einfach SUSE Linux Enterprise for Pi3 nehmen https://www.suse.com...

Themenstart

FreiGeistler 23. Nov 2016

Erinnert mich an die Probleme mit Android. Könnte Android (theoretisch) auch Device Tree...

Themenstart

pi314 23. Nov 2016

Es gibt auch ein "richtiges" 64-Bit-System für den pi: Den SUSE Linux Enterprise Server...

Themenstart

gadthrawn 23. Nov 2016

Für einen echten Server hat der Raspberry auch zu wenig Power... Allein das Konstrukt...

Themenstart

mingobongo 22. Nov 2016

Finde solche Anleitungen wie diese immer gut, da bekommt man mal tiefere Enblicke oder...

Themenstart

Kommentieren



Anzeige

Stellenmarkt
  1. Hermes Germany GmbH, Hamburg
  2. Hubert Burda Media, Offenburg
  3. INTENSE AG, Würzburg, Köln
  4. eins energie in sachsen GmbH & Co. KG, Chemnitz


Anzeige
Top-Angebote
  1. und 15€ Cashback erhalten
  2. 17,99€ statt 29,99€
  3. (u. a. Assassins Creed IV Black Flag 9,99€, F1 2016 für 29,99€, XCOM 4,99€, XCOM 2 23,99€)

Folgen Sie uns
       


  1. Hololens

    Microsoft holoportiert Leute aus dem Auto ins Büro

  2. Star Wars

    Todesstern kostet 6,25 Quadrilliarden britische Pfund am Tag

  3. NSA-Ausschuss

    Wikileaks könnte Bundestagsquelle enttarnt haben

  4. Transparenzverordnung

    Angaben-Wirrwarr statt einer ehrlichen Datenratenangabe

  5. Urteil zu Sofortüberweisung

    OLG empfiehlt Verbrauchern Einkauf im Ladengeschäft

  6. Hearthstone

    Blizzard schickt Spieler in die Straßen von Gadgetzan

  7. Jolla

    Sailfish OS in Russland als Referenzmodell für andere Länder

  8. Router-Schwachstellen

    100.000 Kunden in Großbritannien von Störungen betroffen

  9. Rule 41

    Das FBI darf jetzt weltweit hacken

  10. Breath of the Wild

    Spekulationen über spielbare Zelda



Haben wir etwas übersehen?

E-Mail an news@golem.de


Anzeige
Senode: Eine ganze Komposition in zwei Graphen
Senode
Eine ganze Komposition in zwei Graphen
  1. Offlinemodus Netflix erlaubt Download ausgewählter Filme und Serien
  2. LG PH450UG LED-Kurzdistanzprojektor arbeitet mit Akku
  3. Freenet TV DVB-T2 Receiver mit Twin-Tuner brauchen nur ein Abo

HTC 10 Evo im Kurztest: HTCs eigenwillige Evolution
HTC 10 Evo im Kurztest
HTCs eigenwillige Evolution
  1. Virtual Reality HTC stellt Drahtlos-Kit für Vive vor
  2. Google Im Pixel steckt wohl mehr HTC als gedacht
  3. Desire 10 Lifestyle HTC stellt noch ein Mittelklasse-Smartphone für 300 Euro vor

Turris Omnia im Test: Ein Router zum Basteln
Turris Omnia im Test
Ein Router zum Basteln
  1. Botnetz Telekom-Routerausfälle waren nur Kollateralschaden
  2. BGH-Urteil Keine Störerhaftung bei gehacktem WLAN-Passwort
  3. Fritzbox 6430 Cable AVM liefert Einsteigerrouter für Kabelanschluss

  1. Re: Günstig? Dafür bekommt man ein S7...

    Cerb | 01:14

  2. Re: Kritik unberechtigt?

    Impergator | 01:11

  3. Re: 200.000 Pfund für Essen?

    Seismoid | 01:08

  4. Re: Wenn Obama seinen Behörden das Hacken von...

    DerSkeptiker | 01:05

  5. Re: dauert noch

    ArcherV | 01:02


  1. 18:27

  2. 18:01

  3. 17:46

  4. 17:19

  5. 16:37

  6. 16:03

  7. 15:34

  8. 15:08


  1. Themen
  2. A
  3. B
  4. C
  5. D
  6. E
  7. F
  8. G
  9. H
  10. I
  11. J
  12. K
  13. L
  14. M
  15. N
  16. O
  17. P
  18. Q
  19. R
  20. S
  21. T
  22. U
  23. V
  24. W
  25. X
  26. Y
  27. Z
  28. #
 
    •  / 
    Zum Artikel