Raspberry Pi 4: Unterschied zwischen den Versionen

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Der '''Raspberry Pi 4''' ('''RPi4B''') ist ein Einplatinencomputer der [[Vereinigtes Königreich|britischen]] Raspberry Pi Foundation. Er kam am 24. Juni 2019 auf dem Markt.<ref>[https://opensource.com/article/19/6/raspberry-pi-4 Announcing the Raspberry Pi 4 | Opensource.com, 24 Jun 2019]</ref> Am 23. Oktober 2023 kam der Nachfolger [[Raspberry Pi 5]] auf dem Markt.<ref>[https://www.raspberrypi.com/news/raspberry-pi-5-available-now/ Raspberry Pi 5: available now! - Raspberry Pi, 23rd Oct 2023]</ref>


Der '''Raspberry Pi 4''' ('''RPi4B''') ist ein Einplatinencomputer der [[Vereinigtes Königreich|britischen]] Raspberry Pi Foundation. Er kam am 24. Juni 2019 auf den Markt.<ref>[https://opensource.com/article/19/6/raspberry-pi-4 Announcing the Raspberry Pi 4 | Opensource.com, 24 Jun 2019]</ref>
== Beschreibung ==
Der Raspberry Pi 4 ist das erste Modell der [[Raspberry Pi]] Serie, der mehr als 1 GB RAM (Arbeitsspeicher) bietet, optional stehen gegen Aufpreis 2, 4 oder 8 GB RAM zur Verfügung. Er kann zwei HDMI-Displays mit hoher Auflösung ansteuern und bietet erstmals auch Gigabit Ethernet und USB 3.0. Das neue System on Chip (SoC) kann nun auch 4K-Videos mit H.265 (HEVC) und sechzig Standbildern in der Sekunde (2160p60) dekodieren. Herzstück des Raspberry Pi 4 Model B (RPi4B) ist der Broadcom-Chip BCM2711. Er vereint vier Rechenkerne vom Typ ARM Cortex-A72 mit Out-of-Order-Mikroarchitektur, eine neue VideoCore VI (VC6) GPU sowie die Controller für Gigabit Ethernet und PCI Express (PCIe).<ref name="heise4452964">[https://www.heise.de/ct/artikel/Raspberry-Pi-4-4-GByte-RAM-4K-USB-3-0-und-mehr-Rechenpower-4452964.html Raspberry Pi 4: 4 GByte RAM, 4K, USB 3.0 und mehr Rechenpower | c't Magazin, 24.06.2019]</ref> Der VideoCore VI-Grafikprozessor unterstützt OpenGL ES 3.x.<ref name="prolinux">[https://www.pro-linux.de/news/1/27184/raspberry-pi-4-erschienen.html Raspberry Pi 4 erschienen - Pro-Linux, 24. Juni 2019]</ref>


== Beschreibung ==
Der USB-3.0-Controller VIA Labs VL805 bindet zwei USB-A-Buchsen an. Zwei weitere USB 2.0-Buchsen stehen zusätzlich zur Verfügung. Für die Stromversorgung mit 5 Volt hat der Raspberry Pi 4 nun eine USB-C-Buchse statt wie bisher MicroUSB. Statt einem normalen HDMI-Anschluss besitzt der Raspberry Pi 4 nun zwei Micro-HDMI-Buchsen. Sie liefern HDMI-2.0-Signale für Displays mit Auflösungen bis zu 4K alias Ultra HD (UHD, 3840 × 2160 Pixel). Das Betriebssystem [[Raspbian]] basiert nun auf Debian Buster, welches offiziell erst im Juli 2019 vom Debian-Projekt freigegeben wird. Auf Kompatibilitätsgründen zu den Vorgängern bleibt Raspbian zunächst 32-bittig. Daher können die potenziellen Vorteile der 64-Bit-ARMv8-kompatiblen Cortex-A72-Kerne nicht ausgenutzt werden, Raspbian spricht sie als ARMv7-Kerne an. Der Hardware-Decoder für H.264 (MPEG-4 AVC) arbeitet nur bis Full HD (1080p60). Im Leerlauf verbraucht der RPi4B 4,4 Watt inklusive USB-Tastatur, Maus und Gigabit-Ethernet-Verbindung. Mit WLAN statt Ethernet sind es 4,2 Watt. Im Vergleich zu den Vorgängern ist die Leistungsaufnahme damit deutlich gestiegen.<ref name="heise4452964"/> Es gibt Pins für Power over Ethernet und Schnittstellen für Kameras (CSI) und Displays (DSI). Wie bei den früheren Modellen stehen auch beim RPi4B eine Reihe von frei programmierbaren I/O-Ports zur Verfügung. Das Format des Einplatinencomputers ist gleich geblieben.<ref name="prolinux"/> Die USB-C-Buchse der ersten Boardrevision entspricht nicht der USB-Spezifikation, was zu einer Einschränkung bei der Stromversorgung führt, da Kabel mit einem E-Marker-Chip nicht funktionieren. Der E-Marker-Chip übernimmt die Aushandlung des Betriebsmodus.<ref>[https://www.heise.de/newsticker/meldung/Raspberry-Pi-4-Zukuenftige-Board-Revision-soll-Probleme-mit-USB-C-Kabeln-loesen-4467303.html Raspberry Pi 4: Zukünftige Board-Revision soll Probleme mit USB-C-Kabeln lösen | heise online, 10.07.2019]</ref>
Der Raspberry Pi 4 ist das erste Modell der Raspberry Pi Serie, der mehr als 1 GB RAM bietet, optional stehen gegen Aufpreis 2 oder 4 GB zur Verfügung. Er kann zwei HDMI-Displays mit hoher Auflösung ansteuern und bietet erstmals auch Gigabit Ethernet und USB 3.0. Das neue System on Chip (SoC) kann nun auch 4K-Videos mit H.265 (HEVC) dekodieren (2160p60). Herzstück des Raspberry Pi 4 Model B (RPi4B) ist der Broadcom-Chip BCM2711. Er vereint vier Rechenkerne vom Typ ARM Cortex-A72 mit Out-of-Order-Mikroarchitektur, eine neue VideoCore VI (VC6) GPU sowie die Controller für Gigabit Ethernet und PCI Express (PCIe).<ref name="heise4452964">[https://www.heise.de/ct/artikel/Raspberry-Pi-4-4-GByte-RAM-4K-USB-3-0-und-mehr-Rechenpower-4452964.html Raspberry Pi 4: 4 GByte RAM, 4K, USB 3.0 und mehr Rechenpower | c't Magazin, 24.06.2019]</ref> Der VideoCore VI-Grafikprozessor unterstützt OpenGL ES 3.x.<ref name="prolinux">[https://www.pro-linux.de/news/1/27184/raspberry-pi-4-erschienen.html Raspberry Pi 4 erschienen - Pro-Linux, 24. Juni 2019]</ref>
 
Die Mediaplayer-Software LibreELEC (Leia) 9.2 ALPHA1 vom 24. Juni 2019 unterstützt erstmals den Raspberry Pi 4.<ref name="libreelec">[https://libreelec.tv/2019/06/libreelec-9-2-alpha1-rpi4b/ LibreELEC (Leia) 9.2 ALPHA1 with Raspberry Pi 4B Support – LibreELEC, June 24, 2019]</ref> LibreELEC ist ein Derivat von OpenELEC, welches seit Juni 2017 nicht mehr weiterentwickelt wird. Beide basieren auf Kodi, ehemals XBMC.<ref>[https://kodi.wiki/view/Archive:OpenELEC Archive:OpenELEC - Official Kodi Wiki]</ref> Am 3. September 2019 wurde erstmals ein 64-Bit-Kernel der Raspberry-Pi-Foundation zum Testen angeboten.<ref>[https://www.raspberrypi.org/forums/viewtopic.php?f=29&t=250730 Pi4 64-bit raspbian kernel for testing - Focus on Pi4 - Raspberry Pi Forums, Sep 03, 2019]</ref> Änderungen an der 32-Bit-Userland-Software sind dafür nicht nötig. Der Fokus des 64-Bit-Kernels liegt auf dem Raspberry Pi 4, dieser läuft mit noch mehr Einschränkungen aber auch auf dem Raspberry Pi 3.<ref>[https://www.heise.de/newsticker/meldung/Raspberry-Pi-Erste-Fassung-des-64-Bit-Kernels-verfuegbar-4524121.html Raspberry Pi: Erste Fassung des 64-Bit-Kernels verfügbar | heise online, 16.09.2019]</ref> Das am 27. Januar 2020 veröffentlichte [[Linux]]-Kernel 5.5 bringt eine Basis-Unterstützung für den Raspberry Pi 4 inklusive Treiber für den Gigabit-Ethernet-Contoller mit.<ref>[https://www.heise.de/ct/artikel/Linux-5-5-freigegeben-Wireguard-Fundament-und-Performance-Verbesserungen-4605827.html?seite=2 Wireguard in Sicht, neue Btrfs-RAID-Modi und Raspi-4-Support | c't Magazin, 28.01.2020]</ref> Am 16. Januar 2020 postete Eben Upton auf [[Twitter]], dass der Raspberry Pi 4 nun OpenGL ES 3.1 konform ist.<ref>[https://twitter.com/EbenUpton/status/1217789456679391232 Eben Upton on Twitter: "😎 @Raspberry_Pi 4 is now OpenGL ES 3.1 conformant. Thanks to all our friends at @thekhronosgroup and @igalia for their help in getting this done. https://t.co/acwYVqDZ95" / Twitter, Jan 16, 2020]</ref> Am 31. Januar 2020 kündigte Eben Upton den Beginn der Entwicklung eines Vulkan-Treibers der Raspberry Pi Foundation für den Raspberry Pi 4 an.<ref>[https://www.raspberrypi.org/blog/vulkan-raspberry-pi-first-triangle/ Vulkan is coming to Raspberry Pi: first triangle - Raspberry Pi, 31st Jan 2020]</ref> Revision 1.2 des Raspberry Pi 4 behebt das Problem mit dem USB-C-Anschluss, so dass dieser nun konform zu der Spezifikation ist. Weiterhin wurde ein Spannungsschalter über dem Micro-SD-Kartenschacht auf der Rückseite nach rechts neben die Buchse verschoben, um versehentliches Abreißen durch Einstecken einer Speicherkarte zu verhindern.<ref>[https://www.heise.de/newsticker/meldung/Raspberry-Pi-4-Revision-1-2-mit-ausgebessertem-USB-C-Stecker-im-Handel-4667237.html Raspberry Pi 4: Revision 1.2 mit ausgebessertem USB-C-Stecker im Handel | heise online, 24.02.2020]</ref>


Der USB-3.0-Controller VIA Labs VL805 bindet zwei USB-A-Buchsen an. Zwei weitere USB 2.0-Buchsen stehen zusätzlich zur Verfügung. Für die Stromversorgung mit 5 Volt hat der Raspberry Pi 4 nun eine USB-C-Buchse statt wie bisher MicroUSB. Statt einem normalen HDMI-Anschluss besitzt der Raspberry Pi 4 nun zwei Micro-HDMI-Buchsen. Sie liefern HDMI-2.0-Signale für Displays mit Auflösungen bis zu 4K alias Ultra HD (UHD, 3840 × 2160 Pixel). Das Betriebssystem Raspbian basiert nun auf Debian Buster, welches offiziell erst im Juli 2019 vom Debian-Projekt freigegeben wird. Auf Kompatibilitätsgründen zu den Vorgängern bleibt Raspbian zunächst 32-bittig. Daher können die potenziellen Vorteile der 64-Bit-ARMv8-kompatiblen Cortex-A72-Kerne nicht ausgenutzt werden, Raspbian spricht sie als ARMv7-Kerne an. Der Hardware-Decoder für H.264 (MPEG-4 AVC) arbeitet nur bis Full HD (1080p60). Im Leerlauf verbraucht der RPi4B 4,4 Watt inklusive USB-Tastatur, Maus und Gigabit-Ethernet-Verbindung. Mit WLAN statt Ethernet sind es 4,2 Watt. Im Vergleich zu den Vorgängern ist die Leistungsaufnahme damit deutlich gestiegen.<ref name="heise4452964"/> Es gibt Pins für Power over Ethernet und Schnittstellen für Kameras (CSI) und Displays (DSI). Wie bei den früheren Modellen stehen auch beim RPi4B eine Reihe von frei programmierbaren I/O-Ports zur Verfügung. Das Format des Einplatinencomputers ist gleich geblieben.<ref name="prolinux"/>
Mehrere Entwickler arbeiten an einer UEFI-Firmware für den Raspberry Pi 4, um darauf dann eine größere Auswahl an ARM64-Linux-Distributionen booten zu können. UEFI steht für Unified Extensible Firmware Interface. Im Prinzip funktioniert das auch schon, aber es gibt <small>(Stand 18. Februar 2020)</small> noch Probleme mit USB 3.0.<ref>[https://www.heise.de/newsticker/meldung/UEFI-Firmware-fuer-den-Raspberry-Pi-4-und-3-4663269.html UEFI-Firmware für den Raspberry Pi 4 (und 3) | heise online]</ref> Am 16. März 2020 wurde die Beta-Version des neuen Bootloaders für den Raspberry Pi 4 veröffentlicht. Diese ermöglicht dem Raspberry Pi 4 das Booten über Ethernet.<ref>[https://www.heise.de/make/meldung/Raspberry-Pi4-Booten-vom-Netzwerk-4680489.html Raspberry Pi4: Booten vom Netzwerk | heise online, 16.03.2020]</ref> In Linux 5.6 vom 29. März 2020 folgte ein Treiber für den PCIe-Controller. Dadurch lässt sich jetzt auch der darüber angebundene USB-Controller ansprechen.<ref>[https://www.heise.de/ct/artikel/Linux-5-6-freigegeben-Wireguard-und-USB4-Support-4655269.html Linux 5.6 freigegeben: Wireguard- und USB4-Support | c't Magazin, 30.03.2020]</ref> RetroPie 4.6 vom 28. April 2020 unterstützt mit Beta-Status erstmals den Raspberry Pi 4.<ref>[https://retropie.org.uk/2020/04/retropie-4-6-released-with-raspberry-pi-4-support/ RetroPie 4.6 released with Raspberry Pi 4 support. - RetroPie, 28th April 2020]</ref> OpenBSD 6.7 vom 19. Mai 2020 unterstützt durch Verbesserungen für arm64 erstmals den Raspberry Pi 4. Es gibt in der Version jedoch noch Probleme beim ACPI-Modus.<ref>[https://www.heise.de/news/OpenBSD-6-7-mit-Raspberry-Pi-4-und-Pinebook-Pro-Unterstuetzung-4725751.html OpenBSD 6.7 mit Raspberry Pi 4- und Pinebook Pro-Unterstützung | heise online, 20.05.2020]</ref>


Die Mediaplayer-Software LibreELEC (Leia) 9.2 ALPHA1 vom 24. Juni 2019 unterstützt erstmals den Raspberry Pi 4.<ref name="libreelec">[https://libreelec.tv/2019/06/libreelec-9-2-alpha1-rpi4b/ LibreELEC (Leia) 9.2 ALPHA1 with Raspberry Pi 4B Support – LibreELEC, June 24, 2019]</ref> LibreELEC ist ein Derivat von OpenELEC, welches seit Juni 2017 nicht mehr weiterentwickelt wird. Beide basieren auf Kodi, ehemals XBMC.<ref>[https://kodi.wiki/view/Archive:OpenELEC Archive:OpenELEC - Official Kodi Wiki]</ref>
Ende Mai 2020 kam der Raspberry Pi 4 mit 8 GB RAM auf den Markt. Zuvor verkaufte kein Hersteller die dafür nötigen LPDDR4-Chips mit 8 GB Kapazität. Auf der Platine gab es mit diesem Modell kleine Änderungen an der Stromversorgung. 8 GB lassen sich dank Large Physical Address Extensions (LPAE) auch mit dem offiziellen 32-Bit-Betriebssystem nutzen. In dem Zusammenhang nannte die Raspberry Pi Foundation das Betriebssystem Raspbian zu Raspberry Pi OS um. Die 64-Bit-Version von Raspberry Pi OS ist noch in der Beta-Phase.<ref>[https://www.heise.de/news/Einplatinencomputer-Raspberry-Pi-4-mit-8-GByte-RAM-verfuegbar-4767659.html Einplatinencomputer: Raspberry Pi 4 mit 8 GByte RAM verfügbar | heise online, 28.05.2020]</ref> Seit Linux 5.10 vom 21. Dezember 2020 wird der VC4 (VideoCore IV) des Raspberry Pi unterstützt. Der Display-Support für Raspberry Pi 4 ist damit nun möglich. Grundlage dafür ist Mesa 20.3, das den V3DV-Vulkan-Treiber für Raspberry Pi 4 einführt.<ref>[https://www.heise.de/news/Long-Term-Release-Linux-5-10-Die-wichtigsten-Neuerungen-im-Ueberblick-4996971.html?seite=all Long-Term-Release Linux 5.10: Die wichtigsten Neuerungen im Überblick | heise online, 21.12.2020]</ref> Im April 2022 veröffentlichte ein Nutzer der Appliance TurnKey Linux eine Vorabversion einer Portierung auf den Raspberry Pi 4.<ref>[https://www.heise.de/news/Turnkey-Linux-17-neuer-Unterbau-und-erste-Vorversion-fuer-Raspberry-Pi-4-6671347.html Turnkey Linux 17: neuer Unterbau und erste Vorversion für Raspberry Pi 4 | heise online, 14.04.2022]</ref><ref>[https://www.turnkeylinux.org/forum/general/tue-20220405-2057/preliminary-support-raspberry-pi-4 Preliminary support for Raspberry pi 4 !!! | TurnKey GNU/Linux, 2022/04/06]</ref> Im Juli 2022 wurde von System76 sein Betriebssystem Pop!_OS 22.04 LTS erstmals mit Unterstützung für den Raspberry Pi 4 und Raspberry Pi 400 PC veröffentlicht.<ref>[https://cloud7.news/linux/pop_os-22-04-lts-now-supports-raspberry-pi-4/ Pop!_OS 22.04 LTS now supports Raspberry Pi 4 - Cloud7 News, July 27, 2022]</ref><ref>[https://www.computerbase.de/2022-07/pop-os-22-04-raspberry-pi-4/ Pop!_OS 22.04 LTS: Linux-Distribution für den Raspberry Pi 4 erschienen - ComputerBase, 28.7.2022]</ref> Die Linux-Distribution Fedora 37 vom 15. November 2022 unterstützt erstmals den Raspberry Pi 4, inklusive Grafikbeschleunigung.<ref>[https://fedoramagazine.org/announcing-fedora-37/ Announcing Fedora Linux 37 - Fedora Magazine, November 15, 2022]</ref>


== Technische Daten ==
== Technische Daten ==
*SoC: 64 Bit Broadcom BCM2711
*SoC: 64 Bit Broadcom BCM2711
*CPU: 4 x ARM Cortex-A72, 1,5 GHz
*CPU: 4 x ARM Cortex-A72; 1,5 GHz
*GPU: VideoCore VI (VC6)
*GPU: VideoCore VI (VC6)
*RAM: LPDDR4-1866 (x32, Micron D9WHV/MT53D1024M32D4DT-053) 1, 2 oder 4 GB
*RAM: LPDDR4-1866 (x32, Micron D9WHV/MT53D1024M32D4DT-053) 1, 2, 4 oder 8 GB
*Netzwerk: Gigabit Ethernet
*Netzwerk: Gigabit Ethernet
*USB: 2 x USB 3.0, 2 x USB 2.0
*USB: 2 x USB 3.0; 2 x USB 2.0
*WiFi 2.4 GHz/5.0 GHz 802.11 b/g/n/ac, Bluetooth 5.0
*WiFi 2,4 GHz/5,0 GHz 802.11 b/g/n/ac; Bluetooth 5.0
*Externe Anschlüsse: 2x Micro-HDMI (bis zu 3840 × 2160 Pixel), 1x RJ-45, 2x USB-A 3.0, 2x USB-A 2.0, 1x MicroSD, 1x Audio-Klinke + Video-Out, 1x USB-C für Netzteil  
*Externe Anschlüsse: 2x Micro-HDMI (bis zu 3840 × 2160 Pixel); 1x RJ-45; 2x USB-A 3.0; 2x USB-A 2.0; 1x MicroSD; 1x Audio-Klinke + Video-Out; 1x USB-C für Netzteil
*Onboard-Anschlüsse: GPIO-Stiftleiste, 1x PoE-Header, 1x DSI (Display), 1x CSI (Kamera)<ref name="heise4452964"/><ref name="libreelec"/>
*Onboard-Anschlüsse: GPIO-Stiftleiste; 1x PoE-Header; 1x DSI (Display); 1x CSI (Kamera)<ref name="heise4452964"/><ref name="libreelec"/>
 
== Raspberry Pi 400 PC ==
Anfang November 2020 kam mit dem Raspberry Pi 400 ein Mini-PC von der Raspberry Pi Foundation auf den Markt. Darin ist ein Raspberry Pi 4 mit 4 GByte RAM enthalten, die Platine ist jedoch eine andere. Der PC ist 25,5 x 12,5 x 2 cm groß und alle Anschlüsse des Raspberry Pi 400 befinden sich an seiner Rückseite: Drei USB-A-Buchsen (zweimal USB 3.0, einmal USB 2.0), Gigabit Ethernet (RJ-45), zweimal Micro-HDMI, Stromversorgung per USB-C, microSD-Kartenleser und die GPIO-Pinleiste mit 40 Kontakten. Die Audio-Klinkenbuchse sowie die internen Anschlüsse für Kamera (CSI), Display (DSI) und Power-over-Ethernet (PoE) des Raspberry Pi 4 fehlen beim Raspberry Pi 400, ein Tastaturcontroller ist hingegen dazugekommen. Der ARM-Chip Broadcom BCM2711 ist mit 1,8 GHz Taktfrequenz 300 MHz schneller getaktet als der Raspberry Pi 4. Die Funktionstaste F10 der Tastatur dient gleichzeitig als Ein-/Ausschalter.<ref>[https://www.heise.de/tests/Raspberry-Pi-400-im-Tastaturgehaeuse-nicht-nur-fuer-Schueler-4942922.html Raspberry Pi 400 im Tastaturgehäuse (nicht nur) für Schüler | heise online, 02.11.2020]</ref> Tage später wurde er auch mit deutschem Tastatur-Layout bestellbar.<ref>[https://www.heise.de/news/Raspberry-Pi-400-mit-deutscher-Tastatur-und-mehr-Details-4948581.html Raspberry Pi 400 mit deutscher Tastatur und mehr Details | heise online, 05.11.2020]</ref>
 
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File:Raspberry_Pi_400_PC_50586757102_144d3b4dea_o.jpg|Raspberry Pi 400 PC Box <!-- InkluPedia -->
File:Raspberry_Pi_400_PC_50586757772_4a2fda8536_o.jpg|Raspberry Pi 400 PC mit Netzteil, Maus, HDMI Kabel und Speicherkarte <!-- InkluPedia -->
File:Raspberry_Pi_400_PC_Rückseite-Karton_50585894743_e64359283b_o.jpg|Raspberry Pi 400 Anschlüsse <!-- InkluPedia -->
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== Weblinks ==
== Weblinks ==
*[https://www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-4-model-b/ Buy a Raspberry Pi 4 Model B – Raspberry Pi]
*[https://www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-4-model-b/ Raspberry Pi Foundation | Raspberry Pi 4 Model B – Raspberry Pi]
*[https://www.heise.de/ct/artikel/Raspberry-Pi-4-4-GByte-RAM-4K-USB-3-0-und-mehr-Rechenpower-4452964.html Raspberry Pi 4: 4 GByte RAM, 4K, USB 3.0 und mehr Rechenpower | c't Magazin]
*[https://www.heise.de/ct/artikel/Raspberry-Pi-4-4-GByte-RAM-4K-USB-3-0-und-mehr-Rechenpower-4452964.html Raspberry Pi 4: 4 GByte RAM, 4K, USB 3.0 und mehr Rechenpower | c't Magazin]
*{{Commons|Category:Raspberry_Pi_4_Model_B}}
*[https://rpi4-uefi.dev/ Making Pi ServerReady – SBBR-compliant (UEFI+ACPI) AArch64 firmware for the Raspberry Pi 4]
*{{Commons|Category:Raspberry_Pi_4_Model_B|Raspberry Pi 4 Model B}}
*{{Commons|Category:Raspberry_Pi_400|Raspberry Pi 400}}


== Quellen ==
== Quellen ==
<references/>
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[[Kategorie:Raspberry Pi]]
[[Kategorie:Mikrocomputer]]
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[[Kategorie:Lerncomputer]]
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[[Kategorie:Zuerst in InkluPedia]]
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Aktuelle Version vom 3. November 2024, 12:33 Uhr

Raspberry Pi 4 Model B
Raspberry Pi 4 Model B - Rückseite

Der Raspberry Pi 4 (RPi4B) ist ein Einplatinencomputer der britischen Raspberry Pi Foundation. Er kam am 24. Juni 2019 auf dem Markt.[1] Am 23. Oktober 2023 kam der Nachfolger Raspberry Pi 5 auf dem Markt.[2]

Beschreibung

Der Raspberry Pi 4 ist das erste Modell der Raspberry Pi Serie, der mehr als 1 GB RAM (Arbeitsspeicher) bietet, optional stehen gegen Aufpreis 2, 4 oder 8 GB RAM zur Verfügung. Er kann zwei HDMI-Displays mit hoher Auflösung ansteuern und bietet erstmals auch Gigabit Ethernet und USB 3.0. Das neue System on Chip (SoC) kann nun auch 4K-Videos mit H.265 (HEVC) und sechzig Standbildern in der Sekunde (2160p60) dekodieren. Herzstück des Raspberry Pi 4 Model B (RPi4B) ist der Broadcom-Chip BCM2711. Er vereint vier Rechenkerne vom Typ ARM Cortex-A72 mit Out-of-Order-Mikroarchitektur, eine neue VideoCore VI (VC6) GPU sowie die Controller für Gigabit Ethernet und PCI Express (PCIe).[3] Der VideoCore VI-Grafikprozessor unterstützt OpenGL ES 3.x.[4]

Der USB-3.0-Controller VIA Labs VL805 bindet zwei USB-A-Buchsen an. Zwei weitere USB 2.0-Buchsen stehen zusätzlich zur Verfügung. Für die Stromversorgung mit 5 Volt hat der Raspberry Pi 4 nun eine USB-C-Buchse statt wie bisher MicroUSB. Statt einem normalen HDMI-Anschluss besitzt der Raspberry Pi 4 nun zwei Micro-HDMI-Buchsen. Sie liefern HDMI-2.0-Signale für Displays mit Auflösungen bis zu 4K alias Ultra HD (UHD, 3840 × 2160 Pixel). Das Betriebssystem Raspbian basiert nun auf Debian Buster, welches offiziell erst im Juli 2019 vom Debian-Projekt freigegeben wird. Auf Kompatibilitätsgründen zu den Vorgängern bleibt Raspbian zunächst 32-bittig. Daher können die potenziellen Vorteile der 64-Bit-ARMv8-kompatiblen Cortex-A72-Kerne nicht ausgenutzt werden, Raspbian spricht sie als ARMv7-Kerne an. Der Hardware-Decoder für H.264 (MPEG-4 AVC) arbeitet nur bis Full HD (1080p60). Im Leerlauf verbraucht der RPi4B 4,4 Watt inklusive USB-Tastatur, Maus und Gigabit-Ethernet-Verbindung. Mit WLAN statt Ethernet sind es 4,2 Watt. Im Vergleich zu den Vorgängern ist die Leistungsaufnahme damit deutlich gestiegen.[3] Es gibt Pins für Power over Ethernet und Schnittstellen für Kameras (CSI) und Displays (DSI). Wie bei den früheren Modellen stehen auch beim RPi4B eine Reihe von frei programmierbaren I/O-Ports zur Verfügung. Das Format des Einplatinencomputers ist gleich geblieben.[4] Die USB-C-Buchse der ersten Boardrevision entspricht nicht der USB-Spezifikation, was zu einer Einschränkung bei der Stromversorgung führt, da Kabel mit einem E-Marker-Chip nicht funktionieren. Der E-Marker-Chip übernimmt die Aushandlung des Betriebsmodus.[5]

Die Mediaplayer-Software LibreELEC (Leia) 9.2 ALPHA1 vom 24. Juni 2019 unterstützt erstmals den Raspberry Pi 4.[6] LibreELEC ist ein Derivat von OpenELEC, welches seit Juni 2017 nicht mehr weiterentwickelt wird. Beide basieren auf Kodi, ehemals XBMC.[7] Am 3. September 2019 wurde erstmals ein 64-Bit-Kernel der Raspberry-Pi-Foundation zum Testen angeboten.[8] Änderungen an der 32-Bit-Userland-Software sind dafür nicht nötig. Der Fokus des 64-Bit-Kernels liegt auf dem Raspberry Pi 4, dieser läuft mit noch mehr Einschränkungen aber auch auf dem Raspberry Pi 3.[9] Das am 27. Januar 2020 veröffentlichte Linux-Kernel 5.5 bringt eine Basis-Unterstützung für den Raspberry Pi 4 inklusive Treiber für den Gigabit-Ethernet-Contoller mit.[10] Am 16. Januar 2020 postete Eben Upton auf Twitter, dass der Raspberry Pi 4 nun OpenGL ES 3.1 konform ist.[11] Am 31. Januar 2020 kündigte Eben Upton den Beginn der Entwicklung eines Vulkan-Treibers der Raspberry Pi Foundation für den Raspberry Pi 4 an.[12] Revision 1.2 des Raspberry Pi 4 behebt das Problem mit dem USB-C-Anschluss, so dass dieser nun konform zu der Spezifikation ist. Weiterhin wurde ein Spannungsschalter über dem Micro-SD-Kartenschacht auf der Rückseite nach rechts neben die Buchse verschoben, um versehentliches Abreißen durch Einstecken einer Speicherkarte zu verhindern.[13]

Mehrere Entwickler arbeiten an einer UEFI-Firmware für den Raspberry Pi 4, um darauf dann eine größere Auswahl an ARM64-Linux-Distributionen booten zu können. UEFI steht für Unified Extensible Firmware Interface. Im Prinzip funktioniert das auch schon, aber es gibt (Stand 18. Februar 2020) noch Probleme mit USB 3.0.[14] Am 16. März 2020 wurde die Beta-Version des neuen Bootloaders für den Raspberry Pi 4 veröffentlicht. Diese ermöglicht dem Raspberry Pi 4 das Booten über Ethernet.[15] In Linux 5.6 vom 29. März 2020 folgte ein Treiber für den PCIe-Controller. Dadurch lässt sich jetzt auch der darüber angebundene USB-Controller ansprechen.[16] RetroPie 4.6 vom 28. April 2020 unterstützt mit Beta-Status erstmals den Raspberry Pi 4.[17] OpenBSD 6.7 vom 19. Mai 2020 unterstützt durch Verbesserungen für arm64 erstmals den Raspberry Pi 4. Es gibt in der Version jedoch noch Probleme beim ACPI-Modus.[18]

Ende Mai 2020 kam der Raspberry Pi 4 mit 8 GB RAM auf den Markt. Zuvor verkaufte kein Hersteller die dafür nötigen LPDDR4-Chips mit 8 GB Kapazität. Auf der Platine gab es mit diesem Modell kleine Änderungen an der Stromversorgung. 8 GB lassen sich dank Large Physical Address Extensions (LPAE) auch mit dem offiziellen 32-Bit-Betriebssystem nutzen. In dem Zusammenhang nannte die Raspberry Pi Foundation das Betriebssystem Raspbian zu Raspberry Pi OS um. Die 64-Bit-Version von Raspberry Pi OS ist noch in der Beta-Phase.[19] Seit Linux 5.10 vom 21. Dezember 2020 wird der VC4 (VideoCore IV) des Raspberry Pi unterstützt. Der Display-Support für Raspberry Pi 4 ist damit nun möglich. Grundlage dafür ist Mesa 20.3, das den V3DV-Vulkan-Treiber für Raspberry Pi 4 einführt.[20] Im April 2022 veröffentlichte ein Nutzer der Appliance TurnKey Linux eine Vorabversion einer Portierung auf den Raspberry Pi 4.[21][22] Im Juli 2022 wurde von System76 sein Betriebssystem Pop!_OS 22.04 LTS erstmals mit Unterstützung für den Raspberry Pi 4 und Raspberry Pi 400 PC veröffentlicht.[23][24] Die Linux-Distribution Fedora 37 vom 15. November 2022 unterstützt erstmals den Raspberry Pi 4, inklusive Grafikbeschleunigung.[25]

Technische Daten

  • SoC: 64 Bit Broadcom BCM2711
  • CPU: 4 x ARM Cortex-A72; 1,5 GHz
  • GPU: VideoCore VI (VC6)
  • RAM: LPDDR4-1866 (x32, Micron D9WHV/MT53D1024M32D4DT-053) 1, 2, 4 oder 8 GB
  • Netzwerk: Gigabit Ethernet
  • USB: 2 x USB 3.0; 2 x USB 2.0
  • WiFi 2,4 GHz/5,0 GHz 802.11 b/g/n/ac; Bluetooth 5.0
  • Externe Anschlüsse: 2x Micro-HDMI (bis zu 3840 × 2160 Pixel); 1x RJ-45; 2x USB-A 3.0; 2x USB-A 2.0; 1x MicroSD; 1x Audio-Klinke + Video-Out; 1x USB-C für Netzteil
  • Onboard-Anschlüsse: GPIO-Stiftleiste; 1x PoE-Header; 1x DSI (Display); 1x CSI (Kamera)[3][6]

Raspberry Pi 400 PC

Anfang November 2020 kam mit dem Raspberry Pi 400 ein Mini-PC von der Raspberry Pi Foundation auf den Markt. Darin ist ein Raspberry Pi 4 mit 4 GByte RAM enthalten, die Platine ist jedoch eine andere. Der PC ist 25,5 x 12,5 x 2 cm groß und alle Anschlüsse des Raspberry Pi 400 befinden sich an seiner Rückseite: Drei USB-A-Buchsen (zweimal USB 3.0, einmal USB 2.0), Gigabit Ethernet (RJ-45), zweimal Micro-HDMI, Stromversorgung per USB-C, microSD-Kartenleser und die GPIO-Pinleiste mit 40 Kontakten. Die Audio-Klinkenbuchse sowie die internen Anschlüsse für Kamera (CSI), Display (DSI) und Power-over-Ethernet (PoE) des Raspberry Pi 4 fehlen beim Raspberry Pi 400, ein Tastaturcontroller ist hingegen dazugekommen. Der ARM-Chip Broadcom BCM2711 ist mit 1,8 GHz Taktfrequenz 300 MHz schneller getaktet als der Raspberry Pi 4. Die Funktionstaste F10 der Tastatur dient gleichzeitig als Ein-/Ausschalter.[26] Tage später wurde er auch mit deutschem Tastatur-Layout bestellbar.[27]

  • Raspberry Pi 400 PC Box

    Raspberry Pi 400 PC Box

  • Raspberry Pi 400 PC mit Netzteil, Maus, HDMI Kabel und Speicherkarte

    Raspberry Pi 400 PC mit Netzteil, Maus, HDMI Kabel und Speicherkarte

  • Raspberry Pi 400 Anschlüsse

    Raspberry Pi 400 Anschlüsse

Weblinks

Quellen

  1. ↑ Announcing the Raspberry Pi 4 | Opensource.com, 24 Jun 2019
  2. ↑ Raspberry Pi 5: available now! - Raspberry Pi, 23rd Oct 2023
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 Raspberry Pi 4: 4 GByte RAM, 4K, USB 3.0 und mehr Rechenpower | c't Magazin, 24.06.2019
  4. ↑ 4,0 4,1 Raspberry Pi 4 erschienen - Pro-Linux, 24. Juni 2019
  5. ↑ Raspberry Pi 4: Zukünftige Board-Revision soll Probleme mit USB-C-Kabeln lösen | heise online, 10.07.2019
  6. ↑ 6,0 6,1 LibreELEC (Leia) 9.2 ALPHA1 with Raspberry Pi 4B Support – LibreELEC, June 24, 2019
  7. ↑ Archive:OpenELEC - Official Kodi Wiki
  8. ↑ Pi4 64-bit raspbian kernel for testing - Focus on Pi4 - Raspberry Pi Forums, Sep 03, 2019
  9. ↑ Raspberry Pi: Erste Fassung des 64-Bit-Kernels verfügbar | heise online, 16.09.2019
  10. ↑ Wireguard in Sicht, neue Btrfs-RAID-Modi und Raspi-4-Support | c't Magazin, 28.01.2020
  11. ↑ Eben Upton on Twitter: "😎 @Raspberry_Pi 4 is now OpenGL ES 3.1 conformant. Thanks to all our friends at @thekhronosgroup and @igalia for their help in getting this done. https://t.co/acwYVqDZ95" / Twitter, Jan 16, 2020
  12. ↑ Vulkan is coming to Raspberry Pi: first triangle - Raspberry Pi, 31st Jan 2020
  13. ↑ Raspberry Pi 4: Revision 1.2 mit ausgebessertem USB-C-Stecker im Handel | heise online, 24.02.2020
  14. ↑ UEFI-Firmware für den Raspberry Pi 4 (und 3) | heise online
  15. ↑ Raspberry Pi4: Booten vom Netzwerk | heise online, 16.03.2020
  16. ↑ Linux 5.6 freigegeben: Wireguard- und USB4-Support | c't Magazin, 30.03.2020
  17. ↑ RetroPie 4.6 released with Raspberry Pi 4 support. - RetroPie, 28th April 2020
  18. ↑ OpenBSD 6.7 mit Raspberry Pi 4- und Pinebook Pro-Unterstützung | heise online, 20.05.2020
  19. ↑ Einplatinencomputer: Raspberry Pi 4 mit 8 GByte RAM verfügbar | heise online, 28.05.2020
  20. ↑ Long-Term-Release Linux 5.10: Die wichtigsten Neuerungen im Überblick | heise online, 21.12.2020
  21. ↑ Turnkey Linux 17: neuer Unterbau und erste Vorversion für Raspberry Pi 4 | heise online, 14.04.2022
  22. ↑ Preliminary support for Raspberry pi 4 !!! | TurnKey GNU/Linux, 2022/04/06
  23. ↑ Pop!_OS 22.04 LTS now supports Raspberry Pi 4 - Cloud7 News, July 27, 2022
  24. ↑ Pop!_OS 22.04 LTS: Linux-Distribution für den Raspberry Pi 4 erschienen - ComputerBase, 28.7.2022
  25. ↑ Announcing Fedora Linux 37 - Fedora Magazine, November 15, 2022
  26. ↑ Raspberry Pi 400 im Tastaturgehäuse (nicht nur) für Schüler | heise online, 02.11.2020
  27. ↑ Raspberry Pi 400 mit deutscher Tastatur und mehr Details | heise online, 05.11.2020
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