© Ruth Black, 123RF

Raspberry Pi heißt ein scheckkartengroßer Mini-PC für gut 30 Euro, der unter Linux-Fans für Furore sorgt. Wer trotz des verunglückten Herstellervertriebs einen bekommen hat, ein wenig Geduld und die richtige SD-Karte mitbringt, dem schmeckt das Himbeertörtchen.

Ein schmuckloser Himbeerkuchen ohne Sahne, Schokostreusel oder Fruchtsoße ist der Raspberry Pi [1]. Aus der Schachtel rutscht eine Platine ohne Zubehör – keine SD-Karte, kein Stromkabel – als Ergebnis einer Bestellung, die Monate Wartezeit, unzählige E-Mails, Telefonate und Nerven gekostet hat.

Am Preis (knapp 40 Euro inklusive 6 Euro Versand und 20 Prozent UK-Tax) gibt’s dagegen nichts zu bemängeln: Das aufgeräumte Mini-Board (Abbildung 1) beeindruckt mit vielen Anschlussmöglichkeiten auf einer kreditkartengroßen Fläche. Neben HDMI, Composite, 3,5-mm-Klinke für den Audio-Ausgang und SD-Slot verfügt das Raspberry Pi auch über zwei USB-Schnittstellen. Das klingt nach Hightech für die Hemdtasche.

Abbildung 1: Als Schwachstellen am Pi gelten der Kartenleser 1, der nur auserlesene SD-Cards 2 akzeptiert, die Pins 3 für Erweiterungen, die allzu leicht abbrechen, und der ins SoC 4 integrierte Grafikchip von Broadcom, für den es keinen freien Treiber gibt. Ebenfalls gewöhnungsbedürftig: Es existiert kein Bios und kein Ein-/Aus-Schalter. Darum einfach ein USB-Netzgerät 5 anstecken – los geht’s.

Torte sucht Anschluss

Auch eine 100-MBit-Ethernet-Schnittstelle ist auf dem Modell B des Pi verbaut (das angekündigte, noch günstigere Modell A soll später kommen). Zu den GPIO-Pins (General Purpose I/O) für Hardware-Basteleien und Erweiterungen gesellt sich ein CSI-Port für Zusatzgeräte wie Kameras. Doch Vorsicht: Die Anschlüsse ragen über das Board hinaus, sodass schnell ein Pin abbricht.

Auch die Chips auf dem Board haben so ihre Eigenheiten: Als besonders ärgerlich für Linux-Puristen erweist sich die Broadcom-GPU (Video-Core IV). Sowohl Hardware als auch Treiber sind proprietär. Ob der Hersteller langfristigen Support bietet, ist also fraglich. Anders der Hauptprozessor: Die Spezifikationen des ARM1176JZF-S mit 700 MHz, der sich mit der GPU den System on a Chip (SoC) teilt, liegen offen.

Um die Kosten niedrig zu halten, haben die Entwickler auf einige Details verzichtet, etwa auf eine Echtzeituhr. Dank der GPIO-Pins lässt sich die aber nachrüsten. VGA oder DVI hält der Hersteller offensichtlich für überholt, daher findet sich nur je ein HDMI- und Composite-Anschluss auf dem Board. Tabelle 1 zeigt die technischen Details des Törtchens, auf Linux-Magazin Online Plus lässt sich nachlesen, welche Klimmzüge die Autoren machen mussten, um in den Genuss des Geräts zu kommen.

Wer den Raspberry Pi starten will, braucht zunächst eine SD-Karte mit 4 GByte Speicher für das Betriebssystem. Weil die im Lieferumfang nicht enthalten ist, führt den stolzen Besitzer der nächste Weg zum Elektronikhändler. Wer kein USB-Ladegerät eines alten Handys mehr übrig hat, kann dort auch gleich eins mitbestellen. Das übers Micro-USB-Ladekabel angeschlossene Ladegerät sollte aber mindestens 700 Millampere bei 5 Volt bringen, besser mehr, doch dazu später. Dann noch USB-Tastatur und Maus, falls eine grafische Oberfläche geplant ist, ein HDMI- oder Composit-Kabel – und schon kann’s losgehen.

Im Web finden sich auch schon Gehäuse zum Kauf und Templates für 3-D-Drucker zum Download. Findigen Bastlern reichen vielleicht ein paar Legosteine, um selbst ein Gehäuse zu gestalten. Aufgrund der geringen Wärmeentwicklung des Pi ist das kein Problem.

Die Auswahl der SD-Karte, die im eingesteckten Zustand die Platine um fast einen Zentimeter überragt (Abbildung 1,) verlangt viel Aufmerksamkeit. Zwar funktioniert fast jede Class-4-Card (mit Übertragungsrate 4 MByte/s), aber richtig flott ist der Pi damit nicht.

Besser wären Karten höher als Class 6 – hätte nicht der Kartenleser etwas dagegen [2]. Pete Lomas, der das Raspberry Pi mit designt hat, fand heraus [3], dass sich der Herstellungsprozess der SD-Karten geändert hat, weshalb der Bootloader der Broadcom-Karten die Kooperation verweigert.

Das Pi-Problem: SD-Karten

Ob die eigene SD-Karte funktioniert, lässt sich leider ohne Test nicht erkennen, da die Hersteller das Produktionsdatum nicht darauf vermerken. Aber Hilfe ist in der Kompatibilitätsliste der Community [4] zu finden. Ob irgendwann ein Firmware-Update [5] das Problem lösen kann, war zu Redaktionsschluss unbekannt, Broadcom untersucht das Problem noch. Falls das Board eine Karte erkennt, zeigt sich das an den LEDs auf dem Board: Bleibt die Power-LED rot und als einzige Leuchte aktiv, dann funktioniert die Karte leider nicht.

Auf der Homepage des Raspberry Pi liegen fertige Images und eine Anleitung für Windows, Linux und Mac OS X [6]. Unter Windows landet das Debian-Image mit dem Win32 Disk Imager auf der SD-Karte, unter Linux reicht »dd« mit dem Parameter »bs=1M« :

dd bs=1M if=debian.img of=/dev/sdx>

Das Debian mit LXDE funktionierte im Test problemlos, außerdem stehen Images eines Arch Linux sowie von Qton Pi, das mit einem optimierten SDK zum Entwickeln von Qt-Anwendungen ausgestattet ist. Der Fedora-Remix ist jüngst von der Homepage verschwunden, wohl weil er noch auf Fedora 14 basierte und ein Update auf Fedora 17 ansteht.

Ohne Bios, ohne Uhr

Zum Einschalten des Geräts steckt der stolze Besitzer einfach das USB-Stromkabel in die USB-Buchse des Raspberry Pi. Beim Ausstecken ist daher Vorsicht angebracht. Das Betriebssystem sollte korrekt heruntergefahren sein. Zumindest ein »sync« auf den Dateisystemen ist nötig, sonst droht Datenverlust.

Auch auf ein Bios haben die Entwickler verzichtet, das Linux startet direkt von der SD-Karte, mit diversen Einstellungen als Bootparameter. Als Filesystem nutzt das Debian-Image Ext 4. Beim ersten Start ist der Gebietsschema-Parameter auf Großbritannien (»gb« ) eingestellt, was zu lästigen Problemen beim Login führt, weil der Pi das UK-Keyboard-Layout verwendet und die voreingestellten Credentials (Benutzername »pi« und Passwort »raspberry« ) ein y enthalten.

Nach dem Login erhält der Benutzer mit »sudo su« Rootzugang. Zuerst ändert er das Gebietsschema in der Datei »/etc/default/keyboard« , zum Beispiel mit dem Editor Nano, zu »XKBLAYOUT=”de”« . Anschließend erledigt »dpkg-reconfigure locales« das für den Rest des Systems. Wer hier in der Liste »de_DE.UTF-8« via Leertaste auswählt und bestätigt, beschäftigt die kleine Hardware gleich mal einige Minuten.

Nach dem fälligen Neustart des Systems liegt ein deutschsprachiges Debian vor, und das SoC sollte trotzdem keinen nennenswerten Temperaturanstieg aufweisen. Der Raspberry blieb im Test mit den Standardeinstellungen stets handwarm.

Zu wenig RAM

Aber nicht nur die langsamen SD-Karten erschweren dem Benutzer den Weg zum schnellen Desktop, sondern auch der knappe Hauptspeicher. Der reicht für Chrome oder Firefox nicht, besser arbeitet der Ressourcen-schonende Browser Midori, der zwar kein HTML 5, Flash und Java kann, aber mit flottem Surfen belohnt. Bei komplexeren Seiten ist die CPU jedoch schnell ausgelastet.

Die Auswahl weiterer Desktop-Software gestaltet sich eher schwierig, da es sich beim Pi um ein ARM-System handelt. Die Installation von Paketen aus dem Raspberry-Pool ist zwar kein Problem, aber so umfassend wie ein i386- oder x64-Repository ist der bei Weitem nicht. Richtig problematisch wird es für Anwender, die proprietäre Software einsetzen wollen, denn ohne Quelltext ist auch der Weg übers Cross-Compiling verbaut.

Geduld ist gefragt

Die Single-Core-CPU des Himbeertörtchens gehört erwartungsgemäß nicht zu den schnellen Zeitgenossen (Abbildung 2). Ihre Namensgeberin, die Kreiszahl Pi, auf 4000 Stellen zu berechnen, beschäftigt sie über zwei Minuten:

time echo "scale=4000; a(1)*4" | bc -l
real 2m11.914s
user 2m11.720s
sys 0m0.010s

Ein aktueller Intel i5 und ein AMD Phenom schaffen das Gleiche in 15 Sekunden. Der Shell-Taschenrechner »bc« nutzt dabei immer nur einen Kern, daher ist es egal, dass die beiden Desktop-Rechner vier Cores bereitstellen.

In der Praxis reicht die Leistung meist dennoch: Der Raspberry Pi ist mit einem Full-HD-fähigem Grafikchip ausgestattet, der im Test 1080p30-H.264-Videos ohne Probleme mit XBMC (Open ELEC Image) auf einen 47-Zoll-Fernseher wiedergeben konnte, zumindest wenn als Datenquelle ein NAS den Film “Big Buck Bunny” [7] bereitstellt. Die gleiche Videodatei von der SD-Karte abzuspielen bereitet jedoch kein Vergnügen: Mit der Class-4-Card ruckelt der Film dauerhaft, mit funktionierenden Class-10-Karten sind bessere Ergebnisse möglich.

Abbildung 2: Per SSH auf dem Pi angemeldet findet der Anwender ein auf den ersten Blick vollständiges Linux-System. Der Debian-Kernel erkennt die ARM6-Architektur.

Himbeeren, flambiert

Wem die Leistung nicht reicht, der macht sich ans Übertakten. Der ARM-Prozessor läuft mit 700 MHz, der Hauptspeicher mit 400 MHz und der Grafikprozessor mit 250 MHz. Im Testlabor des Linux-Magazins ließ sich die CPU auch mit 800 MHz betreiben, wobei der Raspberry Pi aber sehr warm wurde, weshalb die Tester von weiteren Steigerungen absahen. Nach Berichten im Web gibt es Geräte, die stabil mit 900 MHz laufen.

Aber weil der Pi keine Ventilatoren besitzt, sollte ein Besitzer das Übertakten ohne Extrakühlung nicht dauerhaft erwägen. Außerdem hat der Broadcom-Chip eine interne Sicherung, anhand derer der Hersteller im Schadensfall die Übertaktung nachweisen kann. Wen das nicht abschreckt: Die Parameter für Takt und Spannung (für CPU, GPU sowie RAM) lassen sich einfach in der (neu zu erstellenden) Datei »/boot/config.txt« eintragen. Eine Liste erlaubter Werte findet sich auf [8].

Auch bei den Angaben des Herstellers rund ums Netzteil und die Stromaufnahme sollte der Besitzer vorsichtig sein und eher ein Netzteil kaufen, das höhere Stromstärke erlaubt. Offizielle Vorraussetzung beim Modell B sind 750 mA.

Im Unterzucker

Auch das erweist sich bald als zu knapp bemessen, wenn der Benutzer USB-Hardware anschließt. In Tests traten bereits mit einem USB-Hub, zwei angeschlossenen USB-Sticks, Maus und Tastatur wegen akuter Unterversorgung einige Probleme auf. Neben Read/Write-Fehlern auf der SD-Karte, Eingabeproblemen (die Tastatur arbeitete nur sporadisch oder wiederholte die Eingabe endlos) schafften es die Tester sogar, mit vier angesteckten Standard-USB-Sticks, die Ethernet-Schnittstelle lahmzulegen.

Trotzdem erhält der Besitzer einen günstigen, stromsparenden Computer, der für kleine Aufgaben im 24/7-Betrieb wie etwa als Webserver oder VPN-Gateway bestens gerüstet ist. Allzu rechenintensiv sollte das aber nicht sein, lieber mit wenigen Lese- oder Schreibzugriffen auskommen oder sich auf Daten aus einem NAS oder SAN stützen. Dann taugt der kleine Himbeerkuchen auch als Mediaplayer für den HD-Fernseher. Als Desktopersatz ist er aufgrund des geringen Hauptspeichers, fehlender ARM-Software und langsamer Hardware aber nicht zu gebrauchen.