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.
Von Eva-Katharina Kunst und Jürgen Quade

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
tom321 28. Dez 2016

Guten Abend, das Ergebnis von : export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- export ARCH...

sg-1 20. Dez 2016

dem direkt verlinkten image? Beim Klick darauf wird direkt de download gestartet. dabei...

The Troll 23. Nov 2016

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

FreiGeistler 23. Nov 2016

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

pi314 23. Nov 2016

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



Anzeige

Stellenmarkt
  1. R&S Cybersecurity ipoque GmbH, Leipzig
  2. operational services GmbH & Co. KG, Braunschweig, Berlin
  3. SGH Service GmbH, Hildesheim
  4. Robert Bosch GmbH, Leonberg


Anzeige
Top-Angebote
  1. 299,00€
  2. 299,00€
  3. 1.029,00€ + 5,99€ Versand

Folgen Sie uns
       


  1. Wemo

    Belkin erweitert Smart-Home-System um Homekit-Bridge

  2. Digital Paper DPT-RP1

    Sonys neuer E-Paper-Notizblock wird 700 US-Dollar kosten

  3. USB Typ C Alternate Mode

    Thunderbolt-3-Docks von Belkin und Elgato ab Juni

  4. Sphero Lightning McQueen

    Erst macht es Brummbrumm, dann verdreht es die Augen

  5. VLC, Kodi, Popcorn Time

    Mediaplayer können über Untertitel gehackt werden

  6. Engine

    Unity bekommt 400 Millionen US-Dollar Investorengeld

  7. Neuauflage

    Neues Nokia 3310 soll bei Defekt komplett ersetzt werden

  8. Surface Studio

    Microsofts Grafikerstation kommt nach Deutschland

  9. Polar

    Fitnesstracker A370 mit Tiefschlaf- und Pulsmessung

  10. Schutz

    Amazon rechtfertigt Sperrungen von Marketplace-Händlern



Haben wir etwas übersehen?

E-Mail an news@golem.de


Anzeige
Wanna Cry: Wo die NSA-Exploits gewütet haben
Wanna Cry
Wo die NSA-Exploits gewütet haben
  1. Deutsche Bahn Schadsoftware lässt Anzeigetafeln auf Bahnhöfen ausfallen
  2. Wanna Cry NSA-Exploits legen weltweit Windows-Rechner lahm
  3. Mc Donald's Fatboy-Ransomware nutzt Big-Mac-Index zur Preisermittlung

Komplett-PC Corsair One Pro im Test: Kompakt, kräftig, kühl
Komplett-PC Corsair One Pro im Test
Kompakt, kräftig, kühl
  1. Corsair One Pro Doppelt wassergekühlter SFF-Rechner kostet 2.500 Euro

Elektromobilität: Wie kommt der Strom in die Tiefgarage?
Elektromobilität
Wie kommt der Strom in die Tiefgarage?
  1. Elektroauto Tesla gewährt rückwirkend Supercharger-Gratisnutzung
  2. Elektroautos Merkel hofft auf Bau von Batteriezellen in Deutschland
  3. Strategische Entscheidung Volvo setzt voll auf Elektro und trennt sich vom Diesel

  1. Re: Warum überhaupt VLC nutzen

    ve2000 | 01:26

  2. Re: Exzessive Nutzung kann sogar ein unerfüllter...

    bombinho | 01:10

  3. Re: War Huawei nicht auch mal ein Billig-"China...

    sofries | 00:37

  4. Alternativen?

    Chrizzl | 00:32

  5. Re: Unix, das Betriebssystem von Entwicklern, für...

    __destruct() | 00:22


  1. 18:10

  2. 10:10

  3. 09:59

  4. 09:00

  5. 18:58

  6. 18:20

  7. 17:59

  8. 17:44


  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