Banana Pi M3 vs. Lemaker Hikey: Bastelrechner mit Bumms
Der Raspberry Pi 3 lässt als Mediacenter und Spieleplattform nur wenig Wünsche offen. Trotzdem gibt es immer noch genug Fälle, in denen reine Rechenleistung (fast) alles ist. Deshalb haben wir uns zwei Rechner näher angeschaut, die genau das bieten sollen und Ende des vergangenen Jahres herauskamen: den Banana Pi M3 von Sinovoip und das Lemaker Hikey. Doch wir wollen nicht nur wissen, ob die Bastelrechner mit ihren Achtkernprozessoren flott sind. Wir prüfen auch, ob die Linux-Unterstützung und Dokumentation bei den Herstellern wie früher eine ewige Baustelle darstellen.
Ein wenig Würze liegt in diesem Vergleich, da Sinovoip und Lemaker bislang vor allem durch ihre konkurrierenden Banana-Pi-Rechner bekannt sind und sich seit einem undurchsichtigen Rechtsstreit um die Banana-Pi-Marke im Jahr 2015 fast als Erzfeinde betrachten. Es gibt also durchaus Grund zur Hoffnung, dass beide Hersteller gewillt sind, im Kampf um die Kunden nicht nur auf den Preis, sondern auch auf den Service und die Software zu achten.
Das All-inklusive-Board
Das Banana Pi M3 führt die klassische Banana-Pi-Reihe fort. Als Prozessor kommt ein Allwinner A83T zum Einsatz. Er hat acht ARM-Cortex-A7-Kerne, getaktet mit je maximal 2 GHz. Der RAM ist 2 GByte groß. Als Massenspeicher gibt es ein 8 GByte großes eMMC-Modul, alternativ nimmt auch eine Micro-SD-Karte Betriebssystem und Daten auf. Dazu gibt es Gigabit-Ethernet, WLAN (nach 802.11b/g/n), Bluetooth, DSI, CSI, eine SATA-Schnittstelle, zwei USB-Ports, ein Mikrofon und vieles mehr auf einer Platine so groß wie ein Raspberry Pi. Kurz: Wer da noch Wünsche hat, dem ist nicht mehr zu helfen. Eigentlich.
Doch bei der Banana-Pi-Serie steht schnell die Frage im Raum, was davon eigentlich unter Linux nutzbar ist. Sinovoip stellt auch beim M3 wieder eine ganze Reihe von Distributionen(öffnet im neuen Fenster) bereit, empfiehlt aber keine explizit. Ein Blick ins zugehörige Forum zeigt, dass zumindest die grundsätzlichen Funktionen von allen abgedeckt werden.
Wir wollen zuerst eine Distribution mit dem obskuren Namen BPI-Berryboot herunterladen, vor allem wegen des Hinweises "w/GPU support". Allerdings sind die zugehörigen Benutzerkommentare wenig ermutigend. Deshalb entscheiden wir uns für ein genuines Ubuntu Mate. Auf Graphikbeschleunigung müssen wir damit verzichten. Wer nach einer Banana-Distribution sucht, tut das übrigens vergeblich, es gibt selbst für den M2 bislang nur eine alte Beta.
Nicht alle Hardware funktioniert wie gewünscht
Nach dem Aufspielen auf eine Micro-SD-Karte startet das System ohne weitere Probleme. Der Netzzugriff über Ethernet funktioniert, die Konfiguration des WLANs klappt ebenfalls umstandslos. Die vorinstallierten Programme umfassen unter anderem Libreoffice, die Arduino IDE und Iceweasel. Die Programme gleichzeitig laufenzulassen, ist kein Problem.
Unser Versuch, das Onboard-Mikro mit Hilfe von arecord zu nutzen, schlugen allerdings fehl; Banana Pi M3 erkennt kein Mikrofon. Auch die SATA-Schnittstelle wird niemanden wirklich glücklich machen. Sie ist per USB angebunden und muss sich die Leitung auch noch mit dem USB-Hub teilen. Bootfähig ist sie ebenfalls nicht. Auf einen Geschwindigkeitstest haben wir deshalb verzichtet. Sinnvoller für einen schnellen Start ist es, das Betriebssystem auf dem eMMC-Speicher(öffnet im neuen Fenster) abzulegen.
Angenehm ist der An/Aus-Knopf; den wünschen wir uns als Standard auch auf anderen Rechnern. Er funktioniert tatsächlich. Leider liegt der winzige Knopf unangenehm nah am ebenso winzigen Reset-Knopf. Positiv ist der UFL-Anschluss für eine WLAN-Antenne. Darauf muss beim Lemaker Hikey, aber auch beim Raspberry Pi 3 verzichtet werden.
Daten zur Leistungsfähigkeit und zum Strombedarf des Banana Pi M3 gibt es im dritten Teil des Artikels.
Lemaker Hikey
Der Hikey unterscheidet sich schon optisch vom Banana Pi M3. Das Design geht allerdings nicht auf Lemaker zurück. Platinengröße und die Anschlüsse basieren auf den Anforderungen der 96Boards-Spezifikation(öffnet im neuen Fenster) . Der 96Boards-Zusammenschluss versucht, industrienahe Hardware- und Software-Standards für eingebettete ARM-Rechner zu etablieren. Der Hikey ist also weniger ein Bastelrechner, sondern richtet sich an professionelle Nutzer.
Als Prozessor kommt ein Kirin 620 zum Einsatz, seine acht ARM-Cortex-A53-Kerne werden mit bis 1,2 GHz getaktet. Der Prozessor kommt zum Beispiel im Huawei P8 Lite zum Einsatz. Der RAM ist bei unserem Modell 2 GByte groß, es gibt auch eine Variante mit 1 GByte. Als Massenspeicher dient ein 8 GByte großes eMMC-Modul, alternativ kann auch der Micro-SD-Karten-Slot verwendet werden. Peripherie kann über zwei USB-2-Ports oder per Bluetooth angeschlossen werden. Dazu gibt es eine Schnittstelle für Micro-USB-OTG. Video- und Audiosignale werden per HDMI übertragen. Kontakt mit dem Netzwerk gibt es nur per WLAN. Die Stromversorgung erfordert ein 12-Volt-Netzteil mit passendem Hohlstecker.
Für Bastler stehen zwei Pin-Leisten bereit. Eine 40-Pin-Leiste stellt GPIO-Kontakte und verschiedene Bussysteme zur Verfügung. Trotz der identischen Pin-Anzahl ist sie aber nicht kompatibel mit dem Raspberry Pi. Eine 60-polige Buchse stellt ebenfalls Bussysteme, aber auch einen Kamera-CSI- und einen Display-DSI-Anschluss bereit. Allerdings erfordert die Buchse dafür ein Breakout-Board. Beide Pin-Leisten entsprechen dem 96Boards-Standard. 96Boards bietet für die Leisten bereits sogenannte Mezzanine(öffnet im neuen Fenster) -Aufsätze mit zusätzlichen Sensoren und Anschlüssen.
Beim Betriebssystem gibt es wenig Auswahl. Lemaker überlässt die Bereitstellung komplett der 96Boards-Initiative. Sie bietet eine Android-Variante und die Linaro-Linux-Distribution an. Wir flashen das eMMC-Modul mit Linaro. Bereits das Changelog erwähnt die fehlende Audioausgabe. Über das Thema Grafik- und Videobeschleunigung für die verbaute Mali-450-GPU wird kein Wort verloren. Ansonsten ist Linaro weitgehend eine unauffällige Linux-Distribution - mit einer Ausnahme: Sie basiert bereits auf dem Aarch64-Zweig, läuft also mit 64 Bit. Das kann mit einigen Programmen zu Problemen führen.
Unter Linux gibt es ansonsten nicht viel auszuprobieren. Wer den Rechner unbedingt als Mediacenter oder zum Spielen einsetzen will, muss zu Android greifen.
Viel Leistung
Wir werfen Sysbench(öffnet im neuen Fenster) zum Test der CPU-Leistung an. Dafür rufen wir jeweils auf:
So testen wir die Performance beim Einsatz von einem, vier und acht Kernen mit Hilfe einer Rechenaufgabe.
| CPU-Test 1 Thread | CPU-Test 4 Threads | CPU-Test 8 Threads | |
|---|---|---|---|
| Raspberry Pi 3 | 182 Sekunden | 45 Sekunden | - |
| Banana Pi M3 | 159 Sekunden | 40 Sekunden | 21 Sekunden |
| Lemaker Hikey | 12 Sekunden | 3 Sekunden | 2 Sekunden |
Von der Leistung des Hikey sind wir beeindruckt. Der Rechner gibt einen Ausblick darauf, wozu Bastelrechner mit aktuellen Prozessoren mit 64-Bit-Software in Tablets und Smartphones imstande sind. Allerdings macht sich die Rechenleistung auch beim Strombedarf bemerkbar. Der Lemaker Hikey benötigt unter voller Auslastung und mit aktiviertem WLAN etwas über 1,7 Ampere bei 12 Volt.
Höchstleistung nur gekühlt
Auch der Banana Pi M3 schlägt einen Raspberry Pi M3. Allerdings fällt uns hier beim Blick auf den Strom- und Spannungsmesser wieder ein bekanntes Muster auf, wenn wir den Test mit acht Threads laufenlassen. Der Strombedarf steigt kurz auf 1,1 Ampere an, um danach wieder zu fallen und schwankt dann. Mit
beobachten wir die CPU-Frequenz. Sie steigt kurz auf 1,8 GHz und springt dann zwischen 1,2 und 1,6 GHz. Die Stromversorgung wie beim Raspberry Pi 3 sollte diesmal nicht die Ursache sein, darauf haben wir geachtet. Also beobachten wir auch parallel die Kerntemperatur des Prozessors:
Die Temperatur steigt auf rund 75 Grad Celsius. Wir improvisieren eine Kühlung für den Prozessor. Und tatsächlich, die Temperatur steigt auf maximal 61 Grad und die CPU-Frequenz bleibt bei unserem Test konstant bei 1,8 GHz.
Eine Merkwürdigkeit bleibt aber: Wieso nur 1,8 GHz? Der Prozessor soll schließlich mit bis zu 2 GHz laufen können. Eine Prüfung mit
bestätigt das auch. Allerdings bleibt ein:
wirkungslos. Höher als 1,8 GHz lässt sich der Banana Pi M3 mit dem verfügbaren Kernel nicht takten.
Beim Funken nicht die schnellsten
Beim Netzwerkzugriff gehen beide Rechner gemächlich zu Werke, wir haben die Netzwerkgeschwindigkeit mit iperf gemessen. Der Banana Pi M3 schafft mit seinem Gbit-Ethernet gerade mal 633 Mbit/s, mit dem WLAN lahme 2,37 Mbit/s. Der nur mit WLAN ausgerüstete Lemaker Hikey packt 37,3 Mbit/s. Zum Vergleich: Der Raspberry Pi 3 schafft gut 45 Mbit/s.
Preis und Verfügbarkeit
Billig sind beide Rechner nicht. Der Banana Pi M3 kostet um die 90 Euro. Der Lemaker Hikey passt mit rund 120 Euro eigentlich nicht mehr in die Bastelrechner-Klasse. Verfügbar sind sie in Deutschland zum Beispiel bei Allnet(öffnet im neuen Fenster) .
Fazit
8 Kerne können ohne Frage beeindrucken. Noch mehr beeindruckt hat uns aber die Leistungsdifferenz zwischen der ARMs A7-Archiektur auf dem Banana Pi und der A53-Architektur auf dem Lemaker Hikey. Das hat nichts mit 32 Bit vs 64 Bit zu tun, sondern vor allem mit dem erweiterten Befehlssatz. Der wird aber erst mit dem Aarch64-Linuxzweig tatsächlich verwendet.
Doch in unserem Test standen sich nicht nur zwei Architekturen gegenüber, sie zeigten auch die beiden Trends bei Bastelrechnern: Die eierlegende Wollmilchsau für den Bastler und Hobbyanwender gegen den eher auf einen spezifischen Zweck zugeschnittenen, industrienahen Minirechner.
Der Banana Pi M3 zeigt die Grenzen der Featuritis - ohne ein grundlegendes Neudesign passt schon rein platzmäßig einfach nichts mehr auf die Platine. Zwar funktioniert fast alles unter Linux, aber eher schlecht als recht. Und immer noch versucht der Hersteller Sinovoip, möglichst durch die Unterstützung vieler Linux-Distributionen zu glänzen, statt eine richtig gute zu machen. Eine richtige Dokumentation wird immer noch nicht bereitgestellt, viele Informationen sind zwar da, aber quer im Banana-Pi-Forum verteilt. Als Mediacenter und Spieleplattform dürfte der Banana Pi M3 nur mit Android sinnvoll sein. Linux-Fans und Bastler müssen hingegen weiterhin bereit sein, auch mal am Kernel zu fummeln und gepatchte Images selbst zu bauen, um wirklich alle Funktionen wie gedacht nutzen zu können. Und ein Kühlkörper sollte auch noch im Budget sein.
Der Lemaker Hikey wirkt, abseits des schnellen Prozessors, dagegen spartanisch. Was für reine Steuerungsaufgaben eher ein Plus darstellt. Beim Thema Support und Dokumentation wirkt Lemaker allerdings zunehmend vertrauenserweckender. Ob das nur im Rahmen der 96Boards-Initiative zutrifft und weil eher industrienahe Kunden adressiert werden, wird sich zeigen. Zum Spielen ist der Lemaker Hikey im doppelten Wortsinn wegen des Preises weniger geeignet. Auch wer keine Verwendung für die GPIO-Leisten hat, wird dem Hikey wenig abgewinnen können. Wer aber Rechenleistung für Steuerungsaufgaben auf kleinsten Raum braucht, sollte sich den Rechner ansehen.
Nachtrag vom 21. März 2016, 9:22 Uhr
Zeitgleich mit der Veröffentlichung des Artikels erschien ein Update der Ubuntu-Version für den Banana Pi M3 inklusive Unterstützung für die PowerVR-GPU. Wir werden das Update schnellstmöglich testen und den Artikel gegebenenfalls anpassen.