Raspberry Pi als Desktop

  • Vor Jahren habe ich meinen Desktop-PC abgeschafft und arbeite seitdem nur noch mit einem Notebook, das auf dem Schreibtisch über eine Dockingstation mit einem Monitor, externer Tastatur und Maus sowie diverser Peripherie verbunden ist. Jedoch gab es immer wieder Situationen, in denen ich mir einen zusätzlichen PC zurückgewünscht habe. Platzbedarf und Kosten standen jedoch in keinem Verhältnis zum Nutzen. Mit der 8 GB-Variante des Raspberry Pi 4 bot sich eine platz- und stromsparende Lösung an. Also habe ich begonnen, mir verschiedene Images anzusehen. Meine Erfahrungen, den aktuellen Stand und die Entwicklung dorthin möchte ich mit Euch teilen.


    Leider waren zunächst nur 32-Bit-Images verfügbar. Wenn die auch ausreichen mögen, wollte ich doch ein Betriebssystem, das die Hardware vollständig nutzen kann. Dazu habe ich zunächst openSUSE ausprobiert und war ernüchtert. Dann habe ich Manjaro ausprobiert, das schon besser lief, aber immer noch nicht befriedigend. Auch die Umstellung auf eine SSD brachte nicht den erhofften Performanceschub. Nachdem es inzwischen eine 64-Bit-Version von Raspberry Pi OS gibt (wenn auch nicht offiziell freigegeben), habe ich die ausprobiert und war über dessen Performance und Stabilität positiv überrascht.


    Von Raspberry Pi OS gefällt mir die Benutzeroberfläche nicht sonderlich. Darum habe ich XFCE ausprobiert, weil das als ressourcenschonend gilt. Die Performance leidet damit nicht merklich. Mir hat allerdings die Performance bei Videos noch nicht zugesagt. Die Load des Systems stieg auch auf bis zu 9 an. Ich bin dann auf die Aktivierung der Hardwarebeschleunigung in Chromium, Firefox und VLC gestoßen. Die Load ist auf etwa 5 gesunken und das System bleibt damit bedienbar. Videos in FullHD mit 30 fps laufen ruckelfrei und mit kaum Framedrops, mit 60 fps wird es kritisch.


    Jetzt bin ich mutig geworden und habe meinen Pi zum Videokonferenzsystem ausgebaut. Webcam und Mikrofon wurden sofort erkannt und waren betriebsbereit. Nur in den Einstellungen musste man die neuen Geräte auswählen. Die ersten Tests verliefen erfolgsversprechend, die Feuertaufe mit einer längeren Videokonferenz und etwa 20 Teilnehmern steht jedoch noch aus.


    Der Raspberry Pi kann einfache tägliche Aufgaben wie E-Mail, im Web surfen, schnell etwas scannen oder drucken problemlos erledigen. Die Ladevorgänge dauern zwar etwas länger, man kann danach aber flüssig arbeiten. Der Arbeitsspeicher ist bei mir nie komplett belegt. Er ist kein Ersatz für meinen Intel i7 mit 4 Cores und 8 Threads, aber er ergänzt ihn gut, weil er bei sehr geringem Stromverbrauch im 24/7-Betrieb läuft und damit einfach jederzeit verfügbar ist.


    Möglicherweise ist er auch eine preiswerte Lösung für Home Schooling oder sogar Home Office. Ich weiß, es gibt den Raspberry Pi 400, der billiger ist. Der hat allerdings keine SSD, sondern arbeitet mit einer SD-Karte, die im Dauerbetrieb eher weniger stabil ist.



    Meine aktuelle Ausbaustufe am 5. Mai 2021 und aufgelaufene Kosten:


    ElementModellca. Preis
    Raspberry ModellRaspberry Pi 4B mit 8 GB RAM80 EUR
    SSDIntenso M.2 SATA III mit 240 GB
    30 EUR
    GehäuseArgon ONE M.2
    50 EUR
    NetzteilOriginal-Netzteil für Raspberry Pi 4 Model B10 EUR
    BetriebssystemRaspberry Pi OS Lite 64-Bit vom 09.04.2021
    0 EUR
    DesktopXFCE40 EUR
    USB-HubCSL 7-Port USB3 mit eigener Stromversorgung
    35 EUR
    Summe205 EUR


    Das Gehäuse von Argon ist vergleichsweise teuer, bietet jedoch Platz für den Raspberry Pi und die SSD, von der auch gebootet wird. Zudem werden die Micro-HDMI-Ports als normale HDMI-Port nach außen geführt. Ein Lüfter ist eingebaut und Argon bietet eine konfigurierbare Steuerungssoftware an. Schließlich hat das Gehäuse auch einen Ein-/Aus-Taster, so dass das Abziehen des Stromkabels entfällt, was auf Dauer dem Port zu Gute kommt.


    Eine volle Belegung aller vier USB-Ports kann dazu führen, dass der Raspberry Pi nicht mehr startet. Dazu liefert das Netzteil nicht genug Strom. Mein Raspberry Pi läuft jedoch, wenn ich die Stromfresser nach dem Start einstecke. Mit dem USB-Hub mit eigener Stromversorgung erübrigt sich jedoch das Aus- und Einstöpseln und der Gesamtstabilität wird er auch gut tun.



    Folgende Elemente waren bereits vorhanden:


    ElementModell
    MonitorLenovo ThinkVision T2424pA
    TastaturCherry KC6000 Slim
    MausCherry MW 2310
    LautsprecherLogitech Z313
    WebcamLogitech C925e
    Mikrofonauna MIC-920B USB
    Mikrofon-ArmKeepdrum MS138 Gelenk-Stativ
    KopfhörerBayer Dynamics DT75
    externer DVD BrennerModell unbekannt


    Die oben genannten Komponenten sind unabhängig vom Raspberry Pi. Sie werden immer benötigt, bzw. nur abhängig vom Einsatzzweck und die Auswahl hängt stark von persönlichen Präferenzen ab.



    geplante Elemente:

    • Monitor mit 4k-Auflösung oder Ultra-Wide-Display (muss einen KVM-Switch enthalten)
    • andere Lautsprecher (die Logitech brummen, welches nicht aus dem Stromnetz kommt)


    Tweaks in /boot/config.txt:


    over_voltage=2

    arm_freq=1750

    gpu_freq=600

    dtoverlay=vc4-fkms-v3d

    hdmi_enable_4kp60=1

    dtoverlay=gpio-fan,gpiopin=14,temp=60000

    enable_uart=1


    Meine Tweaks bitte ich nicht als Ratschlag zu sehen, sondern als Anhaltspunkt. Ich habe meinen Raspberry Pi nur soweit übertaktet, dass die Garantie nicht verloren geht. Mir liegt es dabei weniger an der Garantie, sondern mehr daran, dass diese Grenze vermutlich seine Gründe in der Stabilität (über die Zeit) hat.



    Von mir verwendete Software:


    Web BrowserChromium mit Add-On uBlock Origin
    Firefox mit Add-Ons uBlock Origin, Decentraleyes, Cookie AutoDelete, HTTPS Everywhere, MetaGer Suche
    E-Mail-ClientThunderbird mit Add-Ons TbSync, Provider für CalDAV & CardDAV, Enigmail
    OfficeLibreOffice Writer
    LibreOffice Calc
    LibreOffice Impress
    LibreOffice Draw
    LibreOffice Math
    GrafikGimp
    SimpleScan
    Ristretto-Bildbetrachter
    MultimediaAudacity
    Cheese
    MediathekView
    MusicBrainz Picard
    EasyTAG
    VLC
    Xfburg
    Fernwartung und virtuelle MaschinenRemmina
    Virt-Manager
    Passwort-ManagerKeePassXC
    Dokumentenbetrachter (PDF, EPS, DVI, PS, XPS)Evince
    PaketverwaltungSynaptic
    VirenscannerClamAV mit ClamTk


    Nachtrag vom 07.05.2021:


    Für Videokonferenzen und damit für Home Office und Home Schooling eignet sich der Raspberry Pi leider in der Praxis nicht. Während die externe Kamera einwandfrei bei lokalen Tests und für die Test-Meetings der Anbieter funktioniert, wird bei größeren echten Meetings kein Bild übertragen. Weder meines zu den anderen, noch das der anderen zu mir. Durch diverse manuelle Änderungen konnte ich zwar messbare Verbesserungen der Performance (auch beider Video-Wiedergabe) erreichen, jedoch nicht das Video-Problem bei Online-Konferenzen lösen.

    Edited once, last by ShinyNight64206 ().

  • ShinyNight64206

    Changed the title of the thread from “Raspberry Pi als Workstation” to “Raspberry Pi als Desktop”.
  • Leider waren zunächst nur 32-Bit-Images verfügbar. Wenn die auch ausreichen mögen, wollte ich doch ein Betriebssystem, das die Hardware vollständig nutzen kann.

    Ein 32 Bit OS nutzt die Hardware auch "vollständig". Es kommt aber drauf an wie man vollständig definiert. Soweit mir bekannt kann ein Prozess "nur" maximal 3 GB allozieren. Vielleicht kann jemand Beispiele nennen, wo das nötig ist (>3GB). Bei 64 Bit besteht diese Grenze nicht. Das sollte im Normalfall oder bei durchschnittlicher Benutzung ohne Belang sein.

    Ich weiß, es gibt den Raspberry Pi 400, der billiger ist. Der hat allerdings keine SSD, sondern arbeitet mit einer SD-Karte

    Eine SSD wir beim RPi 4 und beim RPi 400 jeweils über USB angeschlossen, wovon gestartet werden kann. Da gibt es quasi keinen Unterschied. Eine SD Karte ist jeweils nicht nötig, aber möglich.

  • Nebenbei: Du verwendest eine Intenso-SSD. Mache regelmäßig Sicherungen deiner Daten, da die Intenso's nicht dafür bekannt sind, ein langes Leben zu haben.


    Ansonsten passen deine Erfahrungen in etwa zu meinen, nur das ich Kingston in den M.2-Gehäusen verwende und ansonsten Samsung oder Cruitical.

  • Soweit mir bekannt kann ein Prozess "nur" maximal 3 GB allozieren. Vielleicht kann jemand Beispiele nennen, wo das nötig ist (>3GB). Bei 64 Bit besteht diese Grenze nicht. Das sollte im Normalfall oder bei durchschnittlicher Benutzung ohne Belang sein.

    64 Bit wird immer mit dem ansprechbaren Speicher verbunden. Es greift aber weiter. Auch der Datenbus ist doppelt so breit wie in einem 32-Bit-System und damit können zumindest theoretisch doppelt soviele Daten pro Zyklus übertragen werden. Das kann sich positiv auf die Last eines Systemes auswirken und damit auf die "Fluppdizität".


    Abgesehen davon gibt es mittlerweile lange genug die 64-Bit-Technologie bei CPUs, dass man sie als State of the Art ansehen kann. ich kaufe doch keine Technik, deren Möglichkeiten ich dann beschneide.


    Quote

    Eine SSD wir beim RPi 4 und beim RPi 400 jeweils über USB angeschlossen, wovon gestartet werden kann. Da gibt es quasi keinen Unterschied. Eine SD Karte ist jeweils nicht nötig, aber möglich.

    Richtig, aber beim Argon One hängt nichts extern rum, was auch mal während des Betriebs aus dem Port rutschen kann.

  • Nebenbei: Du verwendest eine Intenso-SSD. Mache regelmäßig Sicherungen deiner Daten, da die Intenso's nicht dafür bekannt sind, ein langes Leben zu haben.

    Danke für den Hinweis, aber ich speichere ohnehin direkt auf mein NAS und erstelle Backups von dort. Die Intenso-SSD war einfach preiswert verfügbar. Was zunächst als Spielerei und Ausloten der Möglichkeiten begonnen hat, zeichnet sich jetzt mehr und mehr als mögliche dauerhafte Lösung ab.

  • Abgesehen davon gibt es mittlerweile lange genug die 64-Bit-Technologie bei CPUs, dass man sie als State of the Art ansehen kann. ich kaufe doch keine Technik, deren Möglichkeiten ich dann beschneide.

    Vorallem wird der RasPi4 mit 32bit nur als ARMv7 angesprochen, mit 64bit dann auch mit ARMv8, was der Chip ja eigentlich enthält und kann.


    Und auf dem Desktop sind schon einige Distributionen gar nicht mehr als 32-bit Version erhältlich, In meinem Falle also auch schon Gewohnheitssache, die 64bit anzustreben. 8)

  • @Cherusker Das mit dem Datendurchsatz verdoppeln ist aber erst einmal nur theoretisch, weil es ja nichts bringt aus Variablen deren Wertebereich problemlos in 32-Bit (oder weniger) passen, künstlich 64-Bit zu machen. Auf der anderen Seite werden alle Zeiger plötzlich doppelt so gross, belegen also doppelt so viel Speicher, auch wenn nur verhältnismässig wenige Programme/Prozesse überhaupt mehr als 3 GiB adressieren müssten.


    Bei ARM-Prozessoren ist das darum nicht wirklich so ein Unterschied ob man 32- oder 64-Bit verwendet, denn das sind im Grunde die einzigen Unterschiede.


    Auf dem Desktop bei Intel(kompatiblen) Prozessoren sieht das dagegen anders aus, denn da ändert sich nicht nur die Bit-Breite der Register und des Datenbusses, sondern auch die Anzahl der zur Verfügung stehenden allgemeinen Register von 8 auf 16 und die sind dann auch wirklich allgemein verwendbar, und Datenaustausch bei Aufrufen erfolgt auch über Register und nicht mehr (nur) über den Stack. Was bei so ziemlich jedem Programm, das für 64-Bit kompiliert ist, einen Vorteil bringt.


    ARM erweitert die Register zwar auch von 15 auf 31 aber die 15 bei ARM 32 sind auch da schon wirklich allgemein verwendbar, während die bei x86 teilweise spezielle Funktionen haben, vom Compiler also nicht beliebig verwendet werden können.

    “If debugging is the process of removing software bugs, then programming must be the process of putting them in.” — Edsger Dijkstra

  • @Cherusker: Danke für den Hinweis auf das RasPi-OS in der 64bit-Version. Ich bin begeistert. Läuft stabil und schnell, sehr schön!

    Ich teste schon länger andere 64bit-Versionen für den RasPi4, aber mit Manjaro konnte ich mich bisher sowieso nicht sonderlich anfreunden und ubuntuBUDGIE ist meinen Tests zufolge eher ziemlich leistungshungrig aufgefallen und belegt auch schon nach dem Start relativ viel Speicher, die 4GB RAM sind da eher Minimum, wenn man sich nicht nur den leeren Desktop anschauen möchte ;) , 2GB wären auf jeden Fall zu knapp bemessen.

    ubuntuMATE ist da deutlich ressourcenschonender, aber der Vergleich zum RasPiOS aarch64 ist doch nochmals sehr deutlich. Während identischer Nutzung, Abspielen eines FullHD-Livestreams über VLC, liegt die CPU-Last mit den ubuntus bei etwa 60%, am RasPiOS hingegen bei stabil unter 45-50%. 8)


    Ich fürchte fast, meine Desktoplandschaft wird sich verändern ;)

  • Das mit dem Datendurchsatz verdoppeln ist aber erst einmal nur theoretisch, weil es ja nichts bringt aus Variablen deren Wertebereich problemlos in 32-Bit (oder weniger) passen, künstlich 64-Bit zu machen. Auf der anderen Seite werden alle Zeiger plötzlich doppelt so gross, belegen also doppelt so viel Speicher, auch wenn nur verhältnismässig wenige Programme/Prozesse überhaupt mehr als 3 GiB adressieren müssten.

    Wären wir doch beim Commodore 64 mit 8-Bit geblieben... 8o


    So theoretisch ist das nicht! Die Benchmarks bescheinigen dem 64-Bit Raspberry OS immerhin einen deutlichen Vorsprung vor der 32-Bit Version.


    Die Raspberry Pi Foundation schreibt, sie sei eine kleine Firma und könne daher zwei Versionen nicht gleichermaßen vorantreiben. Würden sie sich auf die 64-Bit-Version beschränken, würden sie alle Pi-Nutzer bis zum 3B vor den Kopf stoßen. Der 4B kann aber mit 32 Bit-Software umgehen, also verkaufen sie uns, 64 Bit sei gar nicht so ein großer Vorteil.


    Installiere beide Versionen auf identischen Geräten und Du wirst Dich wundern! Es ist eher so, dass alle 32-Bit Instruktionen und Operationen auf 64 Bit aufgeblasen werden müssen. Die Hardware ist rein 64-Bit breit.

    Edited 3 times, last by ShinyNight64206 ().