Der Raspberry Pi 5 verfügt über neue Funktionen, ist mehr als doppelt so schnell wie sein Vorgänger und ist der erste Raspberry Pi-Computer, dessen Silizium in Cambridge, Großbritannien, entwickelt wurde. (Bild: Raspberry Pi Ltd)
Update vom 23.10.2023: Der Raspberry Pi 5 ist ab sofort erhältlich
Er wird seit Wochen sehnsüchtig erwartet: die 5. Version des Raspberry Pi. Nun verkündete der Entwickler, dass diese Woche die ersten Seriengeräte an die Kunden ausgeliefert werden können. Das „ging etwas schneller als erwartet.“
Sein Stolz schwingt mit, wenn man den Post von Eben Upton, CEO der Raspberry Pi Ltd, liest. Auch die Resonanz ist immens: Bereits ein Tag nach Veröffentlichung hat der Post schon weit über 300 Kommentare, während sich andere News diesbezüglich im einstelligen Bereich bewegen. Kein Wunder, stellt Upton doch den Raspberry Pi 5 vor, dessen erstes Modell die Welt verändert hat. Ab Oktober 2023 soll nun der Raspberry Pi seinen Siegeszug mit der 5. Version fortsetzen. Angedacht ist, dass die 4-GB-Variante 60 US-Dollar und die 8-GB-Variante 60 US-Dollar kosten wird (zzgl. Steuern). Mit dem Raspberry würde praktisch jeder Aspekt der Plattform verbessert: So verfügt der Raspberry Pi 5 über neue Funktionen, ist mehr als doppelt so schnell wie sein Vorgänger. Hier geht es zur Produktinformation des Raspberry Pi 5. Ein Aspekt, der Upton am Herzen liegt, ist, dass es er erste Raspberry Pi-Computer ist, dessen Silizium in Cambridge, Großbritannien, entwickelt wurde.
Für Eilige haben wir auch Abkürzungen zu den einzelnen Themen:
Die wichtigsten Merkmale des Raspberry 5 in der Übersicht
Die wichtigsten Merkmale sind:
- 2,4 GHz Quad-Core 64-Bit Arm Cortex-A76 CPU
- VideoCore VII GPU, unterstützt OpenGL ES 3.1, Vulkan 1.2
- Dual 4Kp60 HDMI® Display-Ausgang
- 4Kp60 HEVC-Decoder
- Dual-Band 802.11ac Wi-Fi
- Bluetooth 5.0 / Bluetooth Low Energy (BLE)
- Hochgeschwindigkeitsschnittstelle für microSD-Karten mit Unterstützung des SDR104-Modus
- 2 × USB 3.0-Anschlüsse, die den gleichzeitigen Betrieb mit 5 Gbit/s unterstützen
- 2 × USB 2.0-Anschlüsse
- Gigabit-Ethernet, mit Power over Ethernet (PoE+)-Unterstützung (separates PoE+-HAT erforderlich, in Kürze erhältlich)
- 2 × 4-Lane-MIPI-Kamera-/Display-Transceiver
- PCIe 2.0 x1-Schnittstelle für schnelle Peripheriegeräte
- Raspberry Pi Standard 40-Pin GPIO Header
- Echtzeituhr
- Einschalttaste
Im Video: der neue Raspberry Pi 5
Anders als in der Vergangenheit kündigt das Unternehmen den neuen Einplatinencomputer an, bevor das Produkt in den Regalen steht. Vorbestellte werden können die Geräte aber bereits, wobei Raspberry Pi damit rechnet, dass die ersten Geräte Ende Oktober ausgeliefert werden. Leitet man aus der Anzahl der Kommentare und den Klicks auf das Video (Stand 29.9.2023 50k) die Nachfrage ab, wird es anfangs sicher zu Lieferschwierigkeiten kommen und nicht jeder Enthusiast wird zu Beginn ein Exemplar auf dem Tisch liegen haben. Doch Upton gibt hier ein Versprechen ab: „Wir werden alle Raspberry Pi 5, die wir verkaufen, bis mindestens Ende des Jahres für den Einzelverkauf an Privatpersonen reservieren, damit Sie den ersten Bissen von der Kirsche abbekommen.“ ("we’re going to ringfence all of the Raspberry Pi 5s we sell until at least the end of the year for single-unit sales to individuals, so you get the first bite of the cherry.")
Sie seien der Gemeinschaft der Maker und Hacker, die den Raspberry Pi zu dem gemacht haben, was er ist, unglaublich dankbar. Die Community war sehr geduldig mit den Problemen in der Lieferkette, welche die Arbeit des Unternehmens in den letzten Jahren so schwierig gemacht haben.
Häufig gestellte Fragen&Antworten zum Release des Raspberry Pi 5
Wann kommt der neue Raspberry Pi 5?
Der Raspberry Pi 5 ist ab sofort bestellbar. Der Hersteller geht davon aus, dass die ersten Exemplare Ende Oktober verschickt werden.
Funktionieren ältere Versionen von Raspberry Pi OS mit Raspberry Pi 5?
Anwender benötigen die neueste Version von Raspberry Pi OS, Bookworm, für ihren Raspberry Pi 5. Bookworm wird Mitte Oktober auf den Markt kommen.
Funktioniert mein Raspberry Pi 4-Netzteil mit Raspberry Pi 5?
Der Raspberry Pi 5 ist ein leistungsstärkerer Computer als der Raspberry Pi 4, und Nutzer könnten Probleme bekommen, wenn sie ein Netzteil mit zu geringer Leistung verwenden. Raspberry Pi empfiehlt ein 5V 5A USB-C-Netzteil, wie das neue Raspberry Pi 27W USB-C-Netzteil.
Passt mein Raspberry Pi 5 in mein Raspberry Pi 4-Gehäuse?
Der Raspberry Pi 5 passt nicht in das Raspberry Pi 4-Gehäuse. Der Hersteller empfiehlt das Raspberry Pi-Gehäuse für Raspberry Pi 5, mit dem sich das Beste aus dem neuen Computer herausholen lässt.
Braucht der Raspberry Pi 5 eine aktive Kühlung?
Der Raspberry Pi 5 ist schneller und leistungsfähiger als die vorherige Generation des Raspberry Pis, und wie die meisten Allzweckcomputer wird er am besten mit aktiver Kühlung funktionieren. Das Raspberry Pi-Gehäuse für Raspberry Pi 5 mit seinem integrierten Lüfter ist eine Möglichkeit, dies zu gewährleisten.
Eine kurze Einführung zum Raspberry Pi 5
Ein neueres, besseres Raspberry Pi OS?
Parallel zu den letzten Phasen des Raspberry Pi 5-Programms hat dsa Software-Team an einer neuen Version von Raspberry Pi OS, dem offiziellen Betriebssystem für die Raspberry Pi-Geräte, gearbeitet. Es basiert auf der neuesten Version von Debian (und seinem Derivat Raspbian) mit dem Codenamen "Bookworm" und enthält zahlreiche Verbesserungen, insbesondere den Wechsel von X11 zum Wayfire Wayland Compositor auf Raspberry Pi 4 und 5.
Raspberry Pi OS wird Mitte Oktober erscheinen und das einzige unterstützte Betriebssystem für den Raspberry Pi 5 sein. Der Download sowie neue neue Informationen zum OS sollen ab Ende Oktober zur Verfügung stehen.
Der Prozessor: Details zum BCM2712
Der BCM2712 ist ein neuer 16-Nanometer-Applikationsprozessor (AP) von Broadcom, der vom 28-Nanometer-AP BCM2711, der den Raspberry Pi 4 antreibt, abgeleitet ist und zahlreiche architektonische Verbesserungen aufweist. Sein Herzstück ist ein Quad-Core 64-Bit Arm Cortex-A76 Prozessor, der mit 2,4 GHz getaktet ist und über 512 KB L2-Cache pro Kern und einen gemeinsamen L3-Cache von 2 MB verfügt. Der Cortex-A76 ist drei Mikroarchitektur-Generationen über dem Cortex-A72 und bietet sowohl mehr Befehle pro Takt (IPC) als auch einen geringeren Stromverbrauch pro Befehl. Die Kombination aus einem neueren Kern, einer höheren Taktfrequenz und einer kleineren Prozessgeometrie führt laut Unternehmen zu einem deutlich schnelleren Raspberry Pi, der bei einer gegebenen Arbeitslast deutlich weniger Strom verbraucht.
Die CPU wird durch eine ebenfalls schnellere GPU ergänzt: Broadcoms VideoCore VII mit quelloffenen Mesa-Treibern von Igalia. Ein aktualisierter VideoCore Hardware Video Scaler (HVS) ist in der Lage, zwei 4Kp60 HDMI Displays gleichzeitig anzusteuern, im Gegensatz zu einem 4Kp60 oder 4Kp30 auf dem Raspberry Pi 4. Ein 4Kp60 HEVC Decoder und eine neue Image Sensor Pipeline (ISP), beide auf dem Raspberry Pi entwickelt, runden das Multimedia Subsystem ab. Um das System mit Speicherbandbreite zu versorgen, kommt ein 32-bit LPDDR4X SDRAM Subsystem zum Einsatz, das mit 4267MT/s läuft, verglichen mit 2000MT/s effektiv auf dem Raspberry Pi 4.
Alles, was Sie (laut Video) zum Raspberry Pi 5 wissen müssen
Dieses Zubehör gibt es zum Raspberry 5
Die geänderte Layout, neue Schnittstellen und eine höhere Spitzenleistung (bei geringerem Anstieg des Spitzenstromverbrauchs) haben den Hersteller dazu veranlasst, einige bestehende Zubehörteile zu überarbeiten und einige neu zu entwickeln.
Wie sich Raspberry 4 und 5 unterscheiden
Mit einer nahezu vollständigen Überarbeitung bietet das Raspberry Pi 5 viele neue Funktionen und ist mehr als doppelt so schnell wie sein Vorgänger. Hier die Unterschiede im direkten Vergleich.
| Merkmale | Raspberry Pi 4 | Raspberry Pi 5 |
|---|---|---|
| Prozessor | Broadcom BCM2711 | Broadcom BCM2712 |
| Architektur | Arm® Cortex®-A72 (Quad core), 64-bit, 1.5Ghz | Arm® Cortex®-A76 (Quad core), 64-bit, 2.4GHz |
| GPU | VideoCore VI @ 500MHz | VideoCore VII @ 800MHz |
| RAM | LPDDR4-3200 SDRAM | LPDDR4X-4267 SDRAM |
| Speicher | Micro-SD-Kartensteckplatz | Micro-SD-Kartensteckplatz mit Unterstützung des SDR104-Modus |
| HDMI | 2 Micro HDMI-Anschlüsse (bis zu 4k60p) | 2 Micro HDMI-Anschlüsse (bis zu 4k60p gleichzeitig) |
| USB-Anschlüsse | 2 USB 2.0 ports & 2 USB 3.0 ports | 2 USB 2.0 ports & 2 USB 3.0 ports support simultaneous 5Gbps operation |
| Kamera/Display | 2-Lane MIPI DSI, 2-Spur MIPI CSI | 2x 4-Lane MIPI Kamera/Display-Transceiver |
| Stromversorgung | 5V/3A DC-Stromversorgung | 5V/5A DC-Stromversorgung (PD aktiviert) |
| Audio/Video | 4-poliges Stereo-Audio und Composite-Video | - |
| Zusätzliche Features | - | PCIe 2.0 x1 Schnittstelle, On-board Power-Button |
Der I/O-Controller: RP1
Frühere Generationen des Raspberry Pi basieren auf einer monolithischen AP-Architektur: Während einige Peripheriefunktionen von einem externen Gerät bereitgestellt wurden (der USB-Controller und Hub VL805 von Via Labs beim Raspberry Pi 4 und die USB-Hub- und Ethernet-Controller-Chips LAN951x und LAN7515 von Microchip bei früheren Produkten), waren im Wesentlichen alle I/O-Funktionen im AP selbst integriert. Schon früh in der Geschichte des Raspberry Pi wurde klar, dass dieser Ansatz mit der Migration des AP zu immer neueren Prozessknoten sowohl technisch als auch wirtschaftlich nicht mehr tragbar sein würde. Daher basiert der Raspberry Pi 5 einer disaggregierten Chip-Architektur. Hier werden nur die wichtigsten schnellen digitalen Funktionen, die SD-Kartenschnittstelle (aus Gründen des Platinenlayouts) und schnelle Schnittstellen (SDRAM, HDMI und PCI Express) vom AP zur Verfügung gestellt. Alle anderen I/O-Funktionen werden auf einen separaten I/O-Controller ausgelagert, der auf einem älteren, kostengünstigeren Prozessknoten implementiert und über PCI Express mit dem AP verbunden ist.
Der RP1 ist der I/O-Controller für den Raspberry Pi 5. Er wurde vom gleichen Team entwickelt, das auch den RP2040-Mikrocontroller geliefert hat, und wie der RP2040 auf dem 40LP-Prozess von TSMC implementiert. Er verfügt über zwei USB 3.0- und zwei USB 2.0-Schnittstellen, einen Gigabit-Ethernet-Controller, zwei vierspurige MIPI-Transceiver für Kamera und Display, einen analogen Videoausgang, 3,3 V Universal-I/O (GPIO) und die üblichen GPIO-multiplexten Low-Speed-Schnittstellen (UART, SPI, I2C, I2S und PWM). Eine 4-Lane PCI Express 2.0 Schnittstelle bietet eine 16 Gb/s Verbindung zurück zum BCM2712.
Der RP1 ist ein komplexes Design, das alle erforderlichen analogen Schnittstellen und digitalen Controller für den Raspberry Pi in einem 20mm² Chip integriert, basierend auf TSMCs 40LP-Prozess. Er bietet MIPI-Kameraeingang, Displayausgang, USB 2.0 und 3.0, analogen Videoausgang und einen Gigabit Ethernet MAC. Die Komponenten sind über ein AMBA AXI-Gewebe mit einem PCI Express-Gerätecontroller und dem BCM2712-Anwendungsprozessor verbunden. Kürzlich wurde eine erste Dokumentation zum RP1-Silizium veröffentlicht, die Entwicklern hilft, Betriebssysteme für den Raspberry Pi 5 anzupassen.
Einführung in den RP1
Fakt am Rande
RP1 befindet sich seit 2016 in der Entwicklung und ist bei weitem das längste, komplexeste und (mit 15 Millionen Dollar) teuerste Programm, das es bei Raspberry Pi je in Angriff genommen wurde. Die Entwicklung des Raspberry Pi 5 hat sieben Jahre gedauert und 25 Millionen Dollar gekostet, wobei Dutzende von Organisationen und Hunderte von Einzelpersonen beteiligt waren.
Der Autor: Dr. Martin Large
Aus dem Schoß einer Lehrerfamilie entsprungen (Vater, Großvater, Bruder und Onkel), war es Martin Large schon immer ein Anliegen, Wissen an andere aufzubereiten und zu vermitteln. Ob in der Schule oder im (Biologie)-Studium, er versuchte immer, seine Mitmenschen mitzunehmen und ihr Leben angenehmer zu gestalten. Diese Leidenschaft kann er nun als Redakteur ausleben. Zudem kümmert er sich um die Themen SEO und alles was dazu gehört bei all-electronics.de.
Die PMICs: DA9091
BCM2712 und RP1 werden von der dritten neuen Komponente des Chipsatzes unterstützt, dem Renesas DA9091 "Gilmour" Power-Management-IC (PMIC). Dieses integriert acht separate Schaltnetzteile, um die verschiedenen Spannungen zu erzeugen, die für das Board erforderlich sind, einschließlich einer vierphasigen Core-Versorgung, die 20 A für die Cortex-A76-Cores und andere digitale Logik im BCM2712 liefern kann.
Wie der BCM2712 ist auch der DA9091 das Ergebnis mehrjähriger gemeinsamer Entwicklungsarbeit. Die enge Zusammenarbeit mit dem Renesas-Team in Edinburgh hat es dem Unternehmen ermöglicht, zwei häufig nachgefragte Funktionen zu integrieren: eine Echtzeituhr (RTC), die über einen externen Superkondensator oder eine wiederaufladbare Lithium-Mangan-Zelle mit Strom versorgt werden kann, und einen PC-ähnlichen Power-On-Taster, der Hard- und Soft-Power-Off- und Power-On-Ereignisse unterstützt.
Zwei weitere Elemente des Chipsatzes wurden vom Raspberry Pi 4 übernommen. Der Infineon CYW43455 Combo-Chip bietet Dual-Band 802.11ac Wi-Fi und Bluetooth 5.0 mit Bluetooth Low-Energy (BLE); während der Chip selbst unverändert ist, verfügt er über eine dedizierte Switched Power Rail für geringeren Stromverbrauch und ist mit dem BCM2712 über eine verbesserte SDIO-Schnittstelle verbunden, die den DDR50-Modus für höheren potenziellen Durchsatz unterstützt. Wie zuvor wird die Ethernet-Konnektivität über einen Broadcom BCM54213 Gigabit Ethernet PHY bereitgestellt, der nun in einem flotten 45-Grad-Winkel angeordnet ist – eine Premiere für den Raspberry Pi.
Karriere in der Elektronik: Welche Möglichkeiten es gibt und was sich verdienen lässt
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Wie sich der Formfaktor des Ras Pi entwickelt hat
Äußerlich sieht der Raspberry Pi 5 seinen Vorgängern sehr ähnlich. Allerdings wurden einige Designelemente aktualisiert, um sie an die Fähigkeiten des neuen Chipsatzes anzupassen, während die Grundfläche in der Größe einer Kreditkarte beibehalten wurde. Der Hersteller hat den vierpoligen Composite-Video-Anschluss und den analogen Audio-Anschluss von der Platine entfernt. Das Composite-Video, das jetzt vom RP1 erzeugt wird, ist immer noch über ein Paar Pads im Abstand von 0,1 Zoll am unteren Rand der Platine verfügbar.
An der Stelle der vierpoligen Buchse und des Kameraanschlusses befinden sich jetzt zwei FPC-Anschlüsse. Dabei handelt es sich um vierpolige MIPI-Schnittstellen, die die gleiche Pinbelegung mit höherer Dichte verwenden, wie sie auf verschiedenen Generationen von Compute Module I/O-Boards zu finden ist. Es handelt sich um bidirektionale (Transceiver-) Schnittstellen. Das bedeutet, dass jede entweder mit einer CSI-2-Kamera oder einem DSI-Display verbunden werden kann. Der Platz auf der linken Seite der Platine, der früher vom Display-Anschluss eingenommen wurde, enthält einen kleineren FPC-Anschluss, der eine einzelne PCI Express 2.0-Anschlussspur für Hochgeschwindigkeits-Peripheriegeräte bietet.
Die Gigabit-Ethernet-Buchse befindet sich nun wieder an ihrem angestammten Platz unten rechts auf der Platine, nachdem sie beim Raspberry Pi 4 kurzzeitig oben rechts zu finden war. Außerdem gibt es einen vierpoligen PoE-Anschluss, was das Board-Layout auf Kosten der Kompatibilität mit bestehenden PoE- und PoE+-HATs vereinfacht.
Zuletzt sind ein Paar Befestigungslöcher für einen Kühlkörper angebracht sowie JST-Anschlüsse für die RTC-Batterie (zwei Pins), Arm-Debug und UART (drei Pins) und den Lüfter mit PWM-Steuerung und Tacho-Feedback (vier Pins).
