Raspberry Pi 5 im Test: Der neue Raspberry Pi ist nicht nur technisch heiß
Unerwartet hat die Raspberry Pi Limited ihren neuesten Single Board Computer (SBC) noch passend zum Weihnachtsgeschäft auf den Markt gebracht. Die Auslieferung hat mittlerweile begonnen(öffnet im neuen Fenster) , der Raspberry Pi 5 verspricht deutlich mehr Leistung als sein Vorgänger bei fast identischem Preis. Wir haben uns die 8-GByte-Variante angesehen.
Zunächst haben wir den Raspberry Pi 5 im Büroalltag getestet - wo er sich, wie kaum anders zu erwarten, wacker schlägt. Firefox reagiert ein wenig träger als gewohnt, störend ist das aber nicht. Videokonferenzen bringen das verbaute System-on-Chip (SoC) allerdings schnell ins Schwitzen, bei Zoom müssen wir die eingehenden Videos abschalten. Teams hingegen läuft im Browser problemlos, wenn auch mit hoher CPU- und GPU-Last.
Hier bekommen wir allerdings noch ganz andere Probleme: Wenn wir unsere Webcam einschalten, beschwert sich der Raspberry Pi über einbrechende Versorgungsspannung - obwohl die 3 Ampere, die unser Pinepower-Netzteil liefern kann, noch lange nicht erreicht sind.
Auch der Neue mag nur 5 Volt
Haben wir nicht das offizielle Netzteil angeschlossen, das bei 5 Volt bis zu 5 A Strom liefert, wird beim Systemstart zudem ein Hinweis eingeblendet: Sollen USB-Geräte mit größerem Leistungsbedarf angeschlossen werden, verlangt der SBC nach einem solchen 25-Watt-Netzteil.
Denn obwohl die Spannungsversorgung über eine USB-Buchse erfolgt, unterstützt der verbaute Power Management IC weiterhin weder Power Delivery - was das offizielle Netzteil sogar unterstützt - noch Quick Charge. Dafür gibt es allerdings eine integrierte Echtzeituhr (die noch eine Pufferbatterie erfordert) und einen Power-Button - den wir aber zumindest bei unseren Tests deutlich seltener benutzt haben als gedacht.
Auch anspruchsvollere Aufgaben sind kein Problem
Uns stellt sich allerdings die Frage: Wie viel mehr als die recht anspruchslose Office-Tätigkeit schafft der Raspberry Pi 5 - und macht das dann noch Spaß? Also haben wir ihm mit Freecad ein Gehäuse entworfen, und auch hier schlägt sich der Kleincomputer wacker.
Komplexere Modelle bringen ihn zwar sicher schnell an seine Grenzen, wer allerdings nur ab und zu etwa ein einfaches Modell entwirft, kann das durchaus auch am Pi tun. Auch Bildbearbeitung mit Gimp ist angenehm machbar, beim Kompilieren des Benchmarks vkmark etwa ist der Raspberry Pi 5 nach etwas mehr als einem Drittel der Zeit, die sein Vorgänger braucht, fertig.
Dabei merken wir aber schnell: Der Raspberry Pi 5 wird ziemlich warm - zu warm für unseren Geschmack.
Nummer fünf ist ein Hitzkopf
Eines zeigt sich im Test ziemlich schnell: Der Raspberry Pi 5 ist das erste Modell, das zwingend einen Kühler erfordert. Bereits bei normaler Office-Tätigkeit bewegt sich die Temperatur des SoC konstant zwischen 60° und 70° C. Auch bei ruhendem Desktop sinkt die Temperatur nicht unter 50° C. Werden alle Kerne über mehr als wenige Sekunden belastet, steigt sie schnell auf 80° C und mehr.
Das wirkt sich auch negativ auf die Leistung aus: Ab 82° C beginnt das SoC zu throtteln, um eine weitere Erhitzung zu vermeiden. Meist gelingt das ganz gut - zumindest ohne Gehäuse. Temperaturen von über 85° C haben wir nur beim Benchmark High Performance Linpack (HPL) gesehen. Sitzt allerdings das Board in einem Gehäuse, könnte das SoC sogar kritische Temperaturen erreichen. Die Temperaturkontrolle scheint allerdings Macken zu haben, weshalb wir auch ohne Gehäuse kurz Angst um das Testgerät hatten.
Während eines HPL-Laufs meldete der Pi eine zu geringe Versorgungsspannung - während gleichzeitig die Temperatur auf 90° C stieg und das Board bereits ungut zu riechen begann. Das Pinepower-Netzteil hingegen sah keine Probleme und lieferte weiter die 1,2 bis 1,3 A, die der Pi dabei aufnahm.
Leistungshungrige ARM-Kerne
Eindeutiger Temperaturtreiber sind die Prozessorkerne, die Grafikeinheit allein bringt das SoC nur selten auf 80° C oder mehr. Das zeigt sich auch bei der Leistungsaufnahme: Während die bei reiner Prozessorlast auf 7,5 Watt und mehr (gemessen am USB-Port) steigt, liegt sie bei GPU-Last meist zwischen 5 und 6 W.
Bereits die Grundlast ist hoch: Bei ruhendem Desktop nimmt der Raspberry Pi 5 mit aktiviertem WLAN rund 3 W Leistung auf. Hier könnte aber noch Luft nach unten sein, denn aktuell scheint das SoC nur bis auf 1,5 GHz herunterzutakten - sofern das SoC nicht dem Hitzetod nahe ist.
Das Minimum liegt bei 1 GHz. Die Leistungsaufnahme liegt leicht über der des Raspberry Pi 4. Der begnügt sich bei ruhendem Desktop mit 1,5 W, reiner Grafiklast zwischen 3,5 und 4 W und in der Spitze bis zu 7 W im HPL. Dann senkt auch der Raspberry Pi 4 ohne Kühler den Takt.
Um zu sehen, wie sehr sich eine fehlende Kühlung seines Nachfolgers auswirkt, haben wir alle Tests mit und ohne den Kühler, den uns die Raspberry Pi Limited gleich mitgeliefert hat, durchgeführt. Allein das Anbringen des Aluminiumkühlkörpers wirkt bereits Wunder: Die Temperatur sinkt auf rund 40° C bei ruhendem Desktop - obwohl der 30-mm-Lüfter nicht einmal läuft. Erst bei 50° C beginnt er langsam und kaum hörbar zu drehen. Diese Temperatur erreichen wir mit glmark2-es2 nach etwa einer Minute - und höher steigt sie auch nicht.
Der Lüfter nervt erfreulich wenig
Der Lüfteranschluss des Raspberry Pi 5 ist erfreulicherweise temperaturgeregelt, so dass der kleine Lüfter kaum zu hören ist. Zumindest, so lange wir den Raspberry Pi nicht mit dem HPL quälen - dabei steigt die Temperatur auf bis zu 70° C, ab 65° C macht sich der Lüfter dann auch deutlich bemerkbar. Neben der geringeren Temperatur hat der Lüfter noch einen interessanten Nebeneffekt: Die Leistungsaufnahme sinkt um bis zu 1 W - nicht unerwartet, da der Widerstand eines Halbleiters temperaturabhängig ist, in dieser Größenordnung allerdings dennoch überraschend.
Einen gravierenden Nachteil hat der Kühler allerdings: Er steht HAT-Modulen im Weg, sofern sie nicht mit einem höheren Steckverbinder bestückt sind. Außerdem verzieht der Kühler, der mit zwei Plastik-Pins befestigt wird, die Platine leicht.
Nach so viel Gerede über Temperaturen kommen wir zum eigentlich interessanten Punkt: der Rechenleistung der vier Cortex-A76-Kerne des Broadcom 2712 SoC.
Der Neue rechnet schnell - desktopschnell
Die zwei- bis dreifache Rechenleistung des Raspberry Pi 4 verspricht die Raspberry Pi Limited - und dieses Versprechen wird auch eingehalten. Der Benchmark des Kompressionsprogramms 7zip bescheinigt beim Entpacken eine verdoppelte Leistung, beim Packen von Daten ist der Raspberry Pi gar 2,4-mal so schnell wie sein Vorgänger. Im Geekbench sehen wir einen Leistungssprung um Faktoren zwischen 2,4 und 2,8.
Besonders markant ist der Sprung im Crypto-Benchmark: Hier profitiert der Raspberry Pi 5 vom integrierten Beschleuniger, was zu einer 17,5-fachen Leistungssteigerung (Single Core) führt. Die höhere Geschwindigkeit ist nicht allein dem mit bis zu 2,4 GHz deutlich höheren Maximaltakt des SoC und den neueren Rechenkernen zuzuschreiben. Auch der schnellere Speicher - statt DDR4-3200 beim Raspberry Pi 4 gibt es LPDDR4X-4266 - hat seinen Anteil. Im Benchmark Stream macht er sich mit fast verdoppeltem Durchsatz bemerkbar.
Im Benchmark HPL, der eigentlich für Hochleistungsrechner gedacht ist, erreicht der Raspberry Pi 5 18,9 GFLOPS, 80 Prozent mehr als sein Vorgänger und sechsmal so viel wie der Raspberry Pi 3. Zur Einordnung: In der ersten Top-500-Liste von 1993(öffnet im neuen Fenster) wäre er damit der siebtschnellste der gelisteten Hochleistungsrechner gewesen. Er erreicht damit eine ähnliche Gleitkommarechenleistung wie Intels erste Generation von Core-i7.
Fehlender Kühler kostet Leistung
Kommen wir damit zur Frage, wie sehr sich ein fehlender Kühler bemerkbar macht. Der HPL zeigt: Die Auswirkungen können deutlich spürbar sein. Mit installiertem Kühler erreichen wir hier fast 15 Prozent mehr Leistung - ganz abgesehen von den positiven Auswirkungen der niedrigeren Temperatur auf die Lebensdauer des SoC. Eine Aufzeichnung von Temperatur und Prozessortakt zeigt deutlich, wie das SoC ohne Kühler nach etwa einer Minute den Takt reduziert, um ein Überhitzen zu vermeiden.
Benchmarks mit verhältnismäßig geringer Laufzeit, wie Geekbench, können das allerdings verschleiern, da das SoC einige Zeit braucht, um auf über 80° C aufzuheizen. Daher sehen wir hier nur ein kleines Plus von fünf Prozent, bei 7zip sind es rund acht Prozent. Hinzu kommt, dass die vom HPL verwendete Bibliothek Openblas Vektorbefehle verwendet, welche die Leistungsaufnahme der Prozessorkerne auf die Spitze treiben.
Allerdings können auch viele verhältnismäßig kurze Lastspitzen das SoC deutlich aufheizen. Denn nicht nur das SoC wird warm, auch die Platine heizt sich auf. Nach einigen Minuten Volllast erreicht die Platine rund um das SoC Temperaturen von gut 70° C. Das führt dazu, dass die Wärme vom SoC schlechter abgeführt wird und die Temperatur bei einer folgenden Lastspitze schneller steigt als bei einem kühlen Pi nach längerer Pause.
Werfen wir nun einen Blick auf die Grafikleistung.
Schnelle Grafik und ein kleines Wunder
Noch beachtlicher als die Steigerung der Rechenleistung ist die Grafikleistung des verbauten Videocore VII - und das, obwohl die OpenGL-Unterstützung noch nicht fertig ist. Eine entsprechende Warnung bekommen wir bei jedem Start von glmark-es2 angezeigt. Trotz noch in Entwicklung befindlicher Software erreicht der Raspberry Pi 5 im Grafikbenchmark bis zu 310 Prozent der Leistung seines Vorgängers.
Wie erwartet wirkt sich der Kühler kaum auf die Grafikleistung aus: Wir sehen etwa ein bis zwei Prozent höhere Ergebnisse - was sich im Bereich der Messungenauigkeit bewegt. Allerdings hat die neue Version von Raspberry Pi OS eine unerwartete Auswirkung - auf die Grafikleistung des Raspberry Pi 4. Als wir den Grafikbenchmark hier laufen lassen, zweifeln wir zunächst an den Ergebnissen aus unserem Test des Visionfive 2 : Der Raspberry Pi 4 rendert auf einmal mehr als doppelt so schnell.
Diese wundersame Leistungssteigerung können wir schließlich auf die OpenGL-ES-Bibliothek zurückführen. Während die auf Debian Bullseye aufbauenden Varianten von Raspberry Pi OS eine mittlerweile drei Jahre alte Version verwenden (Mesa 20.3.5), basiert die mit dem Raspberry Pi 5 veröffentlichte neue Version der hauseigenen Linux-Distribution auf dem aktuellen Debian Bookworm. Hier ist die aktuelle Grafikbibliothek Mesa 23.2 enthalten, in den drei Jahren hat der Code für die Videocore-GPU offensichtlich deutliche Fortschritte gemacht.
Zurückgehaltener Code
Beim Grafiktest stoßen wir allerdings auf eine Kuriosität: Als wir die Leistung mit der Vulkan-Schnittstelle testen wollen, scheitern wir am Kompilieren der Mesa-Bibliothek - Vulkan-Unterstützung fehlt in den offiziellen Paketquellen leider noch immer.
Nach kurzer Recherche stellt sich heraus, dass im aktuellen offiziellen Mesa-Release der Code zur Unterstützung des Videocore VII noch gar nicht enthalten ist. Er wurde erst nach Vorstellung des Raspberry Pi 5 eingecheckt. Die Änderungen sind zwar mittlerweile eingepflegt, in den Releases fehlen sie allerdings noch. Mindestens eine kleine Änderung hängt zudem noch in der Merge Pipeline fest.
Das ist auch Michael Larabel von Phoronix aufgefallen(öffnet im neuen Fenster) , der dasselbe Vorgehen beim Kernel-Modul des Videocore-Treibers fand. Er kommt zum Schluss, dass die Raspberry Pi Limited die Veröffentlichung des Raspberry Pi 5 - der eigentlich nicht mehr für 2023 erwartet wurde - möglichst lange geheim halten wollte. Das bedeutet aber auch: Wer seinen Raspberry Pi 5 ausreizen möchte, ist auf die offizielle Software angewiesen. Hier sind die Änderungen in Kernel und Grafikbibliotheken bereits integriert.
Kommen wir damit zum Fazit und zur Frage: Wer braucht den Raspberry Pi 5 eigentlich?
Raspberry Pi 5: Verfügbarkeit und Fazit
Keine Frage: Der Raspberry Pi 5 bietet, verglichen mit seinem Vorgänger, ein ordentliches Leistungsplus. Auch die technischen Neuerungen, besonders der eigene IO-Chip und die herausgeführte PCIe-Lane, sind interessant. Damit stellt sich allerdings für uns mittlerweile die Frage nach der Zielgruppe. Denn die SBCs wurden zwar in den vergangenen Jahren immer leistungsfähiger, gleichzeitig stieg allerdings auch der Preis.
Der Raspberry Pi 5 ersetzt mühelos einen älteren Desktop-Computer, solange der nicht für allzu anspruchsvolle Arbeiten genutzt wird. Als klassischen Bastelcomputer sehen wir ihn hingegen nicht mehr - dafür ist er nicht nur überdimensioniert, sondern unserer Meinung nach auch zu teuer. Wer eh einen Raspberry Pi 4 kaufen will - und gegebenenfalls noch etwas warten kann - bekommt mit Version 5 aber deutlich mehr Leistung für nur wenige Euro mehr. Die kostet allerdings auch mehr elektrische Leistung als beim Vorgänger.
Die Markteinführung halten wir zudem für, freundlich gesagt, recht ungeschickt. Eines der zentralen Features, die externe PCIe-Lane, ist aktuell noch gar nicht nutzbar, da Boards zum Anschluss einer NVMe-SSD oder PCIe-Steckkarte fehlen. Auch der Software hätten ein paar Monate mehr Zeit und weniger Geheimniskrämerei gut getan. Bei aller Mäkelei müssen wir aber festhalten: Bei der Softwareunterstützung bleibt der Raspberry Pi vorbildlich.
Preis und Verfügbarkeit
Wer bereits einen Raspberry Pi 5 vorbestellt hat, sollte ihn bereits erhalten haben oder in Kürze bekommen. Allerdings übersteigt die Nachfrage anscheinend das Angebot deutlich, aktuell nimmt kein Händler auch nur weitere Vorbestellungen an.
Für die bereits erhältlichen Varianten mit 4 und 8 GByte RAM nennt die Raspberry Pi Limited Preise von 60 und 80 US-Dollar, jeweils zuzüglich Umsatzsteuer. Varianten mit 1 und 2 GByte LPDDR4X-Speicher sind geplant, einen Termin und Preise gibt es für sie allerdings aktuell noch nicht. In Deutschland bieten diverse Händler die SBCs entsprechend für rund 70 und 90 Euro an - liefern kann allerdings gerade, wie bereits erwähnt, keiner.
Zu den Kosten für den SBC kommen allerdings noch einmal der Kühler für rund 6 Euro, ohne den sich das Board kaum sinnvoll nutzen lässt. Wer wesentlich mehr als Maus und Tastatur an die USB-Ports anschließen möchte, sollte zudem das passende Netzteil für gute 13 Euro erwerben.