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Aus Raspberry Pi Geek 03/2016

Der Raspberry Pi feiert vierten Geburtstag

© Ruth Black, 123RF

Erfolgsgeschichte

Erik Bärwaldt

Seit gut vier Jahren gibt es den Kleinstcomputer Raspberry Pi, dessen Geburtstag am 5. März mit einer großen Party in Cambridge gefeiert wurde. Wir zeichnen die Geschichte des britischen Winzlings nach.

Vor vier Jahren kam in Großbritannien der Einplatinenrechner Raspberry Pi auf den Markt, von dem sein Erfinder Eben Upton damals glaubte, maximal etwa 10 000 Stück verkaufen zu können. In den 48 Monaten nach der Erstauslieferung am 29. Februar 2012 fanden mehr als acht Millionen der inzwischen um einige Mitglieder erweiterten Raspberry-Computerfamilie einen Käufer [1]. Damit gehört der Mini-Rechner zu den erfolgreichsten Computern aller Zeiten.

Lernhilfe

Die Notwendigkeit, jungen Leuten fundierte Programmierkenntnisse zu vermitteln, erkannte Eben Upton bereits 2006, als er zum Ende seiner Promotionszeit an der Universität Cambridge Studienbewerber für den Fachbereich Informatik betreute. Upton selbst hatte während seiner Schulzeit in den 1980ern EDV- und Programmierkenntnisse an den damals in britischen Schulen weit verbreiteten BBC-Micro-Rechnern erworben.

Nun musste er feststellen, dass die Aspiranten auf einen der begehrten Studienplätze gravierende Wissenslücken in Sachen Informatik zeigten: Zwar besaßen sie Grundkenntnisse in Webdesign und in HTML, wussten jedoch weder, wie ein Computer funktioniert, noch wie ein solches Gerät von innen aussieht. Auch maschinennahe Assembler- und höhere Programmiersprachen beherrschten sie nicht mehr.

Nach Ansicht Uptons ließ sich das hohe Niveau des Studiengangs an der Universität in Zukunft nur dann weiter garantieren, wenn man dafür sorgte, dass die Studienbewerber wieder deutlich mehr Vorkenntnisse mitbringen müssen. Es dauerte jedoch weitere drei Jahre, bis er mit einigen Mitstreitern die Raspberry Pi Foundation aus der Taufe hob. Deren Zweck besteht laut Satzung darin, vornehmlich Programmierkenntnisse und weitere Fertigkeiten im Bereich der IT zu vermitteln.

Dieses Ziel ließ sich – das war Upton und seinen Mitstreitern sofort klar – nicht durch theoretischen Unterricht allein erreichen: Man musste Wege finden, Schüler und Jugendliche für die Informationstechnologie zu begeistern. Dabei schwebte Upton ein Mini-Computer vor, der ähnlich den Heimcomputern der 1980er- und frühen 1990er-Jahre bei Kindern und Jugendlichen das Interesse an Basteln und Experimentieren wecken sollte.

Dazu musste das Gerät leistungsfähig, robust, klein und nicht zuletzt erschwinglich sein. Als weiteren wichtigen Aspekt für den Erfolg eines solchen Kleincomputers erkannte die Gruppe um Upton die Multimedia-Fähigkeiten der Hardware: Die Jugendlichen waren aus dem World Wide Web an multimediale Inhalte gewöhnt und würden keinen Mini-Computer annehmen, der sich lediglich zum Programmieren auf der Konsole eignet.

Zur falschen Zeit

Unter diesen Prämissen entwickelte das Team in den Jahren 2006 bis 2008 mehrere Prototypen, die jedoch alle im Praxistest durchfielen: Entweder waren die Geräte zu leistungsschwach, oder aber sie waren zu teuer, um auch für Jugendliche bezahlbar und damit interessant zu werden. Trotz dieser Rückschläge gründete Eben Upton 2009 gemeinsam mit Gleichgesinnten eine gemeinnützige Stiftung, die Raspberry Pi Foundation (im Folgenden kurz “Foundation”). Zu den Gründungsmitgliedern zählten David Braben vom Computerspielehersteller Frontier Developments (Elite), der frühere Acorn-Mitarbeiter und Business Angel Jack Lang, Pete Lomas vom britischen Komponentenhersteller Norcott Technologies sowie Robert Mullins und Alan Mycroft von der Universität Cambridge.

Erst 2011, als Upton bereits beim Chiphersteller Broadcom arbeitete, gelang beim Entwicklungsprozess des Kleincomputers der Durchbruch: Broadcom brachte mit dem BCM2835 einen Chipsatz für Smartphones auf den Markt, der nicht nur als Ein-Chip-System außerordentlich kompakte Abmessungen aufwies, sondern auch das nötige Leistungspotenzial bot, um daraus einen Kleincomputer entwickeln zu können. Der BCM2835 bildete anschließend das “Herz” der Raspberry-Pi-Baureihen A, B, B+, Zero und des Compute Modules.

Die Foundation entwickelte auf Basis des BCM2835 einen Prototyp des zukünftigen Mini-Rechners. Der wies gerade einmal die Größe einer Kreditkarte auf, brachte aber dennoch alle nötigen Anschlüsse mit. Möglich wurde dies durch die hochintegrierte Bauweise des BCM2835: Das SoC beinhaltete nicht nur die eigentliche CPU, einen zur ARMv6-Familie gehörenden Prozessor, sondern auch die gesamte Peripherie. So ließ sich um diesen einzelnen Chip und wenige weitere Komponenten herum ein komplettes Computersystem konstruieren, das dann als Serienmodell für 35 US-Dollar auf den Markt kam.

Ein zentrales Element des Einplatinenrechners stellt die GPIO-Leiste (“General Purpose Input/Output”) dar, deren Ein- und Ausgänge sich frei programmieren lassen. Mit ihrer Hilfe steuert der Raspberry Pi externe Komponenten und nimmt von diesen zur weiteren internen Verarbeitung Signale entgegen. Die GPIO-Kontaktleiste ermöglicht damit auch völlig neue Einsatzgebiete des Kleinrechners, abseits ausgetretener Pfade als Multimedia-Maschine oder Allrounder für Schüler und Jugendliche.

Die Foundation ließ zunächst 50 Prototypen des neuen Modells fertigen und testete diese mit verschiedenen Betriebssystemen und Desktop-Umgebungen. Dabei zeigte sich, dass die Hardware leistungsfähig genug war, um eine ausgewachsene Arbeitsoberfläche wie LXDE unter Debian “Squeeze” (später “Wheezy”) darzustellen. Dank der implementierten GPU konnte man sogar Videos in 1080p-Auflösung ohne Ruckeln ansehen. Mit leichten Modifikationen ging der Kleincomputer daher in die Produktion.

Produktionsprobleme

Aufgrund der selbst die kühnsten Vorstellungen sprengenden enormen Nachfrage nach dem neuen Raspberry Pi geriet die Foundation bereits vor der Erstauslieferung in massive Schwierigkeiten: Man besaß schlicht und einfach nicht die finanziellen Mittel, um sechsstellige Stückzahlen der Platine zu produzieren. Neben Eben Upton hatten fünf weitere Mitstreiter der Foundation privat Kredite gewährt, um die Komponenten kaufen und die Produktion bezahlen zu können.

Da die Foundation auch logistisch nicht auf diesen Massenansturm vorbereitet war, holte man schließlich mit den beiden führenden britischen Elektronik-Distributoren Premier Farnell (element14 group) und RS Components zwei finanzkräftige und weltweit agierende Partner mit ins Boot. Sie übernahmen über ihre Webshops auch den Vertrieb.

Doch selbst deren Webserver brachen am 29. Februar 2012 aufgrund des enormen Andrangs zusammen. RS Components meldete bereits wenige Minuten nach Verkaufsbeginn den Ausverkauf der ersten Charge von 10 000 Stück des Einplatinenrechners [2]. Da RS Components und Premier Farnell auch eine Lizenz zur Herstellung der Platinen von der Foundation gekauft hatten, ließen sich durch die hohen Stückzahlen die Einstandskosten niedrig halten. Zugleich bot sich durch diese Marktmacht auch die Option, den Vertrieb weltweit aufzunehmen.

Die Produktionsprobleme bekam man nach einigen Monaten in den Griff: Bereits im September 2012, mit der Einführung der leicht verbesserten Revision 2 des ersten Raspberry Pi, verlegten die drei Partner den Großteil der Produktion von China nach Großbritannien, in eine zum Sony-Konzern gehörende Fabrik im Örtchen Pencoed in Süd-Wales [3]. Mit dieser Fabrik erhöhten sich die Fertigungskapazitäten auf 30 000 Stück pro Monat, wobei zugleich 30 neue Arbeitsplätze entstanden. Inzwischen liegt die Kapazität des Werks bei 100 000 Boards pro Woche, wobei sämtliche Raspberry-Pi-Baureihen parallel vom Band laufen.

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