Bereits bei der Ankündigung des Orange Pi 5 zeichnete sich ab, dass es sich um einen interessanten Einplatinencomputer handelt, der dem bekannten Raspberry Pi 4 durchaus Konkurrenz machen könnte. Ich habe im Januar 2023 einen bestellt und ihn mir genauer angeschaut: Dieser Beitrag wirft einen Blick auf die Möglichkeiten zum Kauf, die Hardware, Stromversorgung, Stromverbrauch, die verfügbaren GNU/Linux-Distributionen sowie die Nutzung im Alltag.
Kauf und Abwicklung
Der Orange Pi 5 sollte ab Dezember 2022 ausgeliefert werden. Offiziell verkauft ihn der Hersteller auf Amazon und Aliexpress. Allerdings nur auf Amazon.com, dort wurde er Anfangs eine Zeit lang nicht nach Deutschland ausgeliefert. Mittlerweile hat sich dies geändert. Jedoch steht nur die Variante mit 16 GB Arbeitsspeicher mit oder ohne Netzteil zur Auswahl. Beim Paket mit Netzteil erhält man laut Bild und Beschreibung einen Stecker für die USA, der zudem eine geringere Spannung benötigt. Für Deutschland ist dies daher wenig sinnvoll. Preislich liegt er mit 16 GB ohne Netzteil bei 126,86 Euro zuzüglich 24,97 € Versandkosten, sodass 151,83 Euro bezahlt werden müssen.
Bei Aliexpress war er bereits von Anfang an für 172,71 € verfügbar. Etwas teurer, dafür inklusive sämtlicher anfallender Kosten – die beim Import fällige Mehrwertsteuer wird ebenfalls abgeführt. Man muss sie nicht separat an den Zoll/Paketdienstleister abführen. Zeitlich kam die Bestellung wesentlich schneller an, als angekündigt: Am 02.01.2023 hatte ich bestellt und bezahlt, am 11.01.2023 war der Orange Pi 5 bei mir. Eine gute Woche von China nach Deutschland finde ich absolut in Ordnung.
Ein Vorteil bei Aliexpress: Es stehen alle Editionen zur Verfügung, also auch jene mit mehr/weniger Arbeitsspeicher. Wenngleich man die Preise vergleichen sollte. In manchen Shops sind v.a. die kleineren Varianten recht teuer. Die Preise variieren und teilweise gibt es Rabattaktionen, sodass sich Vergleichen lohnen kann.
Der Orange Pi 5B ist durch Bluetooth und WLAN noch besser mit dem Raspberry Pi vergleichbar. Allerdings bislang eher in der Theorie: Er ist zwar auf der offiziellen Webseite gelistet, jedoch nirgendwo lieferbar – dies wird sich in Zukunft sicher ändern.
Wer steckt hinter Orange Pi?
Das Unternehmen hinter der Marke tritt als Shenzhen Xunlong Software Co., Ltd auf und stammt aus China – genauer Shenzhen, wie der Name bereits vermuten lässt. Es wurde 2005 gegründet und sieht sich als Anbieter für quelloffene Hardware sowie Software, nachdem 2014 das erste Open Source Projekt auf den Markt kam. In der Vergangenheit wurden bereits mehrere Versionen des Orange Pi veröffentlicht, der eine Alternative zum Raspberry Pi darstellen soll. 2021 erschien mit dem Orange Pi 800 sogar ein Modell im Tastaturgehäuse. Die Bezeichnung ist eine offensichtliche Anspielung auf den Raspberry Pi 400. Ein Blick auf die verbaute Hardware lässt erahnen, dass die 8 statt 4 nicht zufällig gewählt wurde – sondern die höhere Leistung verdeutlichen soll.
Innovativ in der PR
Getrübt wird dieser recht positive Eindruck von der offiziellen Webseite: Sie ist ausschließlich unverschlüsselt per HTTP erreichbar. Wenn sich ein Unternehmen dann noch selbst als „innovationsfreudig“ bezeichnet, wirkt das auf den ersten Blick unglaubwürdig. HTTPS ist im Jahre 2023 keine Innovation mehr, sondern seit Jahren Stand der Technik. Gerade wenn dort z.B. Downloadlinks verbreitet werden.
Ebenfalls unprofessionell wirkt die Bereitstellung der Abbilder über Google Drive, die zudem praktische Probleme verursacht. So wurden die Ubuntu-Images während meines Tests zwar von Version 1.1.2 auf 1.1.4 aktualisiert, was grundsätzlich erst mal positiv ist. Die neueren ließen sich aber nicht herunterladen, weil das Downloadkontingent überschritten wurde. Hat man sich für einen Drittanbieter-Dienst entschieden, ohne ihn zu bezahlen? Oder gar lediglich für die private Nutzung in beschränktem Rahmen vorgesehen ist? Vertrauenserweckend ist all das jedenfalls nicht gerade.
Die Hardware des Orange Pi 5
Schaut man sich die verbaute Hardware des Orange Pi 5 an, so wird deutlich, dass es sich nicht lediglich um eine Kopie handelt – von denen es ja mittlerweile einige gibt, die entweder identisch ausgestattet sind, oder Verbesserungen im Detail vorgenommen haben, wie beispielsweise der Banana Pi. Auch der Vorgänger Orange Pi 4 LTS erhielt einen stärkeren Prozessor sowie die Möglichkeit eines festen Flash-Speichers.
Bereits die Platine ist ein wenig Größer als der Pi, wenn auch nicht viel. Der verbaute Rockchip RK3588S Prozessor wirkt beeindruckend: Er setzt auf ARMs big.LITTLE Architektur. Solch ein Prozessor besteht aus zwei internen Prozessoren für verschiedene Zwecke: Üblicherweise besitzt einer weniger Leistung (little), ist dafür aber stromsparender. Der Zweite (big) ist für mehr Leistung optimiert und verbraucht dafür auch mehr Energie. Für weniger anspruchsvolle Anwendungen wird der kleine Prozessor eingesetzt, während der Große nur bei Bedarf zum Einsatz kommt. Dadurch lässt sich sowohl die Leistung als auch der Stromverbrauch verbessern.
Beim Rockchip RK3588S des Orange Pi 5 kommen jeweils vier Cortex-A76 (2,4 GHz) und Cortex-A55 (1,8 GHz) Kerne zum Einsatz, produziert in 8 Nanometer-Technologie. Verglichen mit einem Raspberry Pi verspricht er deutlich mehr Leistung. Zum Vergleich: Der Pi ist mit einem Broadcom BCM2711 und 8 Cortex-A72 Kernen (1,5 GHz) ausgestattet. Der A72 stammt aus dem Jahre 2016. Gefertigt wird er noch im 16 nm Verfahren, eine big.LITTLE Architektur gibt es nicht.
Bis zu 32 GB Arbeitsspeicher sind möglich, wie bei Einplatinencomputern üblich leider fest verlötet. Man muss sich also beim Kauf entscheiden und hat keine Möglichkeit, nachträglich aufzurüsten. Erhältlich ist der Orange Pi 5 mit 4 GB/8 GB/16 GB oder 32 GB RAM. Bei den Leistungsdaten überrascht es nicht, dass laut Hersteller 8K Videos mit 60 Bildern pro Sekunde problemlos möglich sein sollen.
Was die Anschlüsse angeht, ist nahezu alles Wichtige vorhanden: 2x USB 3.0, 1x USB 2.0, 1x USB Typ C (zusätzlich zur Stromversorgung), 1x RJ45 (Ethernet) mit Gigabit-Geschwindigkeit, sowie HDMI und die Möglichkeit zum Anschluss von zwei Kameras (die zweite Buchse befindet sich auf der Unterseite). Wer einen Bildschirm per HDMI anschließen möchte, benötigt keinen Adapter, da der Hersteller sich für die normale Buchse entschieden hat – also nicht Mini- oder Micro-HDMI. Sollen mehrere Monitore genutzt werden, kann der USB Typ C (DP 1.4) Anschluss dafür dienen.
Ein Taster zum Einschalten ist ebenfalls auf der Platine fest aufgelötet, zusammen mit einem Mikrofon und 3,5″ Klinkenanschluss. Letzterer lässt sich sowohl als Ausgang (z.B. Kopfhörer) oder Eingang (Mikrofon) nutzen. Interessant ist für manche möglicherweise die vorhandene Echtzeituhr, die jedoch eine Batterie benötigt. Der Schalter steht einem automatischen Start übrigens nicht im Weg: Man könnte das Netzteil des Orange Pi über eine schaltbare Steckdose automatisiert mit Strom versorgen. Er bootet dann sofort, ohne vorherige Betätigung des Einschalters.
Die Ansteuerung von elektronischen Komponenten ist über einen 26-Pin Header möglich. Er unterstützt gängige Schnittstellen wie UART, PWM, I2C, SPI, CAN und klassische GPIO-Anschlüsse. Mit dem Raspberry Pi ist er nicht 1:1 kompatibel. UART bietet die Möglichkeit, als serielle Schnittstelle zur Fehleranalyse genutzt zu werden.
Als Festspeicher kann man eine Micro-SD Speicherkarte einsetzen. Dies war bereits beim Raspberry Pi umstritten: Die Geschwindigkeit ist vergleichsweise gering und die Haltbarkeit leidet vor allem bei höherer Schreiblast. Der Orange Pi 5 bietet alternativ einen M.2 Anschluss, um SSDs per PCI-Express (2.0) zu nutzen. Er befindet sich auf der Unterseite und unterstützt den Formatfaktor 2242. Theoretisch kann auch der gängigere 2280 eingesetzt werden. Allerdings ragt die SSD dann über das Ende des Boards hinaus – für den Alltag wenig praktikabel. Oder man nutzt den Slot für ein WLAN/Bluetooth-Modul, das AP6275P kann optional dazugekauft werden.
Stromversorgung
Erwähnenswert ist noch die Stromversorgung: Zwar kommt ein zeitgemäßer USB Typ C Anschluss zum Einsatz. Doch der Orange Pi benötigt 5 V mit 4 A, sodass Raspberry Pi 4 Netzteile nicht ausreichen. Dort liefert das offizielle Netzteil nur 3 A. Ich habe mich für das Luniker mit 5,1 V und 4 A entschieden. Der Preis liegt zum Testzeitpunkt bei 11,99 Euro inklusive Versandkosten. Es wird für den Pi beworben und kann dort auch nützlich sein, falls die 2,5 A für extern angeschlossene Geräte zu wenig sein sollten. Da Spannung, Stromstärke, Typ sowie der Anschluss passen, kann es problemlos für den Orange Pi genutzt werden. Die Spannung ist minimal um 0,1 V höher, um sicherzustellen, dass am Gerät tatsächlich 5,0 V ankommen. Dies gleicht kleine Verluste aus, die z.B. durch das Kabel entstehen.
Generell ist es daher sinnvoll, ein Netzteil mit 5,1 V statt 5,0 V Ausgangsspannung zu nehmen – auch für den Raspberry Pi. Man sollte allerdings keine zu starken Netzteile mit größerer Differenz wählen. Ansonsten kann es zu Beschädigungen der Hardware durch Überspannung kommen. Gerade bei USB Typ C Netzteilen sollte man unbedingt die Ausgangsspannung prüfen: Im Gegensatz zu Micro-USB wird es nicht nur für 5 V eingesetzt, wie bei USB üblich. Stattdessen verwenden diverse Geräte deutlich höhere Spannungen. Bei Notebooks beispielsweise durchaus im Bereich von ca. 15 – 20 Volt. Dies ist für nahezu alle Einplatinencomputer definitiv viel zu viel und wird sie zerstören, deutlich über 5 V dürfen es nicht sein. Dies gilt auch für andere Geräte. Ein passender Stecker ist daher keine Garantie mehr – man muss zuvor die vom Gerät benötigte bzw. unterstützte Spannung ermitteln sowie mit dem Typenschild des gewünschten Netzteiles abgleichen.
Zu beachten ist, dass nicht beide USB Typ C Buchsen zur Stromversorgung genutzt werden können! Nur die Buchse im Eck neben dem 3,5″ Klinken-Anschluss ist als Eingang vorgesehen. Die Zweite zwischen HDMI- und Kameraschnittstelle dient zum Anschluss von USB-Geräten.
Verfügbare GNU/Linux Distributionen
Verglichen mit anderen Einplatinencomputern hat man beim Orange Pi eine relativ umfangreiche Auswahl: Neben dem selbst entwickelten Orange Pi OS stehen Ubuntu, Debian, Armbian und Android zur Verfügung. Die Orange Pi OS Familie habe ich in diesem Beitrag genauer vorgestellt, sowie den Droid Ableger ausprobiert.
GNU/Linux Distributionen
Diese entstehen überwiegend nicht in offizieller Zusammenarbeit mit den Distributionen, sondern der Hersteller hat sie selbst portiert. Heruntergeladen werden sie daher nur per Google Drive, was wiederum vom Hersteller des Orange Pi gepflegt wird. Die einzige Ausnahmen sind Armbian sowie ganz aktuell DietPi. Auf der Orange Pi Homepage ist es zwar noch nicht gelistet. Doch jüngst hat DietPi in der Version 8.14 vom Februar 2023 begonnen, den Orange Pi 5 offiziell zu unterstützen.
Auf der Webseite findet sich auch ein mit über 300 Seiten recht umfangreiches Handbuch in Englischer Sprache. Es behandelt sowohl Einsteigerthemen wie das Anschließen eines Bildschirmes oder Ändern der Auflösung, als auch erweiterte Funktionen – etwa Debugging, oder sogar die Entwicklung eines grundlegenden „Hallo Welt“ Kernelmodules. Seite 106 listet auf, welche Funktionalitäten mit welchen Distributionen funktionieren. Einzig unter Ubuntu 22 werden zwei Kameras noch nicht unterstützt, außerdem soll Chromium hard solution video nicht funktionieren. Mutmaßlich ist damit die Hardwarebeschleunigung gemeint.
Wie schon an anderer Stelle erwähnt, steht und fällt ARM mit der Softwareunterstützung. Im Gegensatz zu X86-Systemen kann man nämlich nicht jede beliebige Distribution für diese Architektur nutzen und ist damit vom Hersteller unabhängig. Sondern entweder die Distribution oder der Hersteller müssen eine angepasste Distribution pflegen, und zwar für jedes einzelne Gerät mit den jeweiligen Treibern, Bootloader (Hier U-Boot), ggf. angepasstem Kernel usw. Diesen Aufwand können Ubuntu, Debian & co. mangels Ressourcen gar nicht für jedes ARM-Gerät aufwenden und konzentrieren sich bestenfalls auf verbreitete Geräte. Ein Raspberry Pi Image kann daher ausschließlich auf dem Pi genutzt werden, nicht auf dem Orange Pi oder anderen Geräten – obwohl beide die ARM-Architektur nutzen. Dies gilt ebenso anders herum und mit anderen Einplatinencomputern.
Alltagstest mit Ubuntu (Konsole & Desktop)
Ich habe mich in diesem Artikel auf Ubuntu konzentriert, um den Rahmen nicht zu sprengen. Die Abbilder sind ziemlich aktuell, lediglich U-Boot fällt mit einer Version aus dem Jahre 2017 auf. Im Gegensatz zum Orange Pi OS Droid wird keine spezielle Software benötigt. Man kann die .img Datei mit Standardwerkzeugen wie beispielsweise dd oder Balena Etcher übertragen. Alle Abbilder wurden angepasst bzw. erweitert. Das vom Raspberry Pi bekannte Werkzeug raspi-config wurde in ähnlicher Form als orangepi-config nachgebaut. In /usr/local/bin liegen weitere Skripte, mit denen z.B. die automatische Anmeldung oder VNC aktiviert werden können.
Es stehen auch Abbilder für die grafischen Desktopumgebungen Gnome und Xfce bereit. Ich habe Xfce ausprobiert: Der Start mancher Programme dauert ein paar Sekunden, verglichen mit einem X86 Desktop-PC. Dies ist allerdings der Speicherkarte geschuldet, da die CPU nicht ansatzweise ausgelastet ist. Dies zeigt sich auch im Web: Das Surfen ist deutlich flüssiger wie auf dem Raspberry Pi 4 – dort war der Prozessor während des Ladens nicht selten voll oder nahezu voll ausgelastet. Auch das Streaming auf YouTube in 1080p ist kein Problem. Die Prozessorlast bewegt sich meist zwischen 20 und 30 Prozent mit kurzzeitigen Spitzen von 40%.
Stromverbrauch
Das Gerät lässt sich per Shutdown vollständig ausschalten. Mit dem von mir eingesetzten Netzteil fällt dann nur noch ein Standby-Strom von ungefähr 0,2 Watt an. Im Leerlauf mit der minimalen Ubuntu-Edition (Konsole) liegt der Verbrauch bei konstanten 2,6 Watt.
Bei künstlicher Vollauslastung (stress -c 8) steigt der Stromverbrauch auf etwa 8,1 Watt an, mit kurzzeitigen Spitzen von bis zu 9,3 W. Wird mit Ubuntu 22 Xfce ein YouTube Video in Full-HD (1080p) gestreamt, zeigt das Messgerät durchschnittlich etwa 4,6 Watt an. Alles überraschend gute Werte, die ungefähr auf dem Niveau des Raspberry Pi 4 liegen. Teils sogar leicht darunter, wobei ich dies im Bereich der Messtoleranz sehen würde.
Lediglich unter Vollast verbraucht der Orange Pi 5 etwa 2,3 Watt mehr. Dies dürfte jedoch überhaupt kein Problem sein, zumal dies nur dann anfällt, wenn die Leistung auch wirklich benötigt wird. Nicht vergessen darf man hierbei: Der Orange Pi 5 hat wesentlich mehr Ressourcen als der Pi. Neben dem schnelleren Prozessor besitzt mein Testgerät 16 GB Arbeitsspeicher und damit 4x mehr als der zum Vergleich getestete RPI 4. Und das, ohne mehr Strom zu benötigen. Die big.LITTLE Architektur zeigt hier ihre Vorteile.
Fazit
Größer und Besser fasst die Hardware des Orange Pi 5 treffend zusammen: Der Rockchip RK3588S besitzt mehr Leistung, ohne dabei den Stromverbrauch nennenswert zu erhöhen. Dem Raspberry Pi 4 ist er technisch deutlich überlegen, sodass die Speicherkarte schnell zum Flaschenhals wird. Als Arbeitsstation kann er auch anspruchsvollere Aufgaben erledigen, sofern die gewünschte Software ARM unterstützt. Eine SSD dürfte sich gerade dafür spürbar lohnen.
Aber auch als Server macht er eine gute Figur und kann sowohl durch Prozessor als auch Arbeitsspeicher größere Umgebungen bedienen, etwa mehrere speicherhungrige Java-Anwendungen. Softwareseitig sieht es insgesamt durchaus gut aus: Zwar unterstützen die großen generischen Distributionen das Gerät nicht offiziell. Doch mit Armbian und jüngst auch DietPi ziehen die ersten Projekte nach, um diese Marktlücke zu füllen. Grundsätzlich das positiv. Jedoch sollte man nicht vergessen, dass dort meist nur eine oder wenige einzelne Personen für die Unterstützung eines Gerätes verantwortlich sind. In der Regel zudem in ihrer Freizeit. Geht dort die Zeit oder Lust verloren, sieht es ggf. in ein paar Monaten oder Jahren schlecht aus.
Da der Orange Pi 5 noch recht neu ist, wird erst die Zeit zeigen, wie sich das Ökosystem entwickelt. Der Hersteller scheint viel vor zu haben, eventuell zu viel. Ein vergleichbar umfangreiches wie beim Raspberry Pi sollte man jedoch nicht so schnell erwarten – dies hat bisher kein anderes Projekt geschafft, obwohl es seit etlichen Jahren diverse Nachbauten und Alternativen gibt. Hier scheint durchaus Potenzial vorhanden zu sein, nicht nach wenigen Jahren in der Versenkung zu verschwinden. Gerade für jene Zielgruppe, die sich einen leistungsfähigeren Pi wünscht.
Es gibt bereits jetzt weitere interessante Aspekte, die diesen ersten Test sprengen würden – etwa eine intensivere Betrachtung der verschiedenen Betriebssysteme. Falls ihr euch dafür interessiert und weitere Teile zum Orange Pi 5 wünschen würdet, schreibt es gerne ins Forum.