Mit dem günstigen Einplatinencomputer Orange Pi RV2 unternehmen wir einen Ausflug in die Welt der RISC-V-Architektur und testen dabei, ob er das Zeug zur ernsthaften RasPi-Konkurrenz hat.
Einplatinencomputer erfreuen sich ungebrochener Beliebtheit – allen voran der Raspberry Pi, der seit seiner Einführung im Jahr 2012 rund 60 Millionen Verkäufe zählt und eine Menge an Konkurrenzprodukten nach sich zog. Die sogenannten SBC (Single Board Computer) basieren überwiegend auf ARM-Architekturen, weil sie eine gute Mischung aus geringer Leistungsaufnahme, hoher Integration, niedrigen Kosten und moderner CPU-Effizienz versprechen.
Doch seit einigen Jahren tritt eine andere Architektur ins Rampenlicht, die lange hauptsächlich auf dem Papier existierte und nur wenig tatsächlich zum Einsatz kam. Es geht um RISC-V [1], ausgesprochen RISC-Five. Ursprünglich an der University of California in Berkeley im Jahr 2010 als akademisches Projekt ins Leben gerufen, dient es dazu eine freie und offene Befehlssatzarchitektur (Instruction Set Architecture, kurz ISA) zu schaffen. Da keine Lizenzkosten anfallen und jeder die Architektur nutzen, anpassen und weiterentwickeln darf, eignet sich RISC-V ideal für Forschung und Lehre.
RISC-V holt langsam auf
Inzwischen gewinnt RISC-V jedoch auch im kommerziellen Umfeld und bei der Gemeinschaft von Open-Source-Initiativen zunehmend an Relevanz. Sie sehen durch die offene Befehlssatzarchitektur eine Chance, proprietären Architekturen wie ARM den Rang abzulaufen. Es erschienen Mainboards für Entwickler und Enthusiasten, die sich aber eher im hochpreisigen Segment ansiedelten. Glaubt man den Markt-Auguren, so soll der Marktanteil von RISC-V-Architekturen bis 2030 auf rund 25 Prozent steigen. Grund genug, sich näher mit der Plattform zu beschäftigen.
Seit rund zwei Jahren tummeln sich einige erschwingliche SBCs mit RISC-V wie Banana Pi BPI-F3, BeagleV-Ahead oder VisionFive 2 am Markt. Bei Preisen von 50 bis 150 Euro gelten sie softwareseitig allerdings eher als Bastlerprojekte. Bereits einige Monate existiert nun ein günstiger SBC der chinesischen Firma Shenzhen Xunlong Software Co., Ltd., die dem RasPi mit der Marke Orange Pi schon länger Konkurrenz macht.
Es geht um die mit einer RISC-V-CPU ausgestattete Entwicklerplatine Orange Pi RV2 (Abbildung 1). Sie erhalten sie mit 2, 4 oder 8 GByte LPDDR4X-RAM und ohne Netzteil für 30 bis 70 Euro bei verschiedenen Händlern. Direkt zur Markteinführung wurden die Modelle [2] durch ein Image von Ubuntu 24.04 LTS als Server- und Desktop-Edition unterstützt.
Abbildung 1: Der Orange Pi RV2 hat die Reise aus Fernost zu uns gut verpackt überstanden.
Hardware
Wir lassen heute das Modell mit 4 GByte RAM antreten und vergleichen sowohl Leistung als auch Ausstattung mit einem Raspberry Pi. Bei der CPU setzt der RV2 auf den 64-Bit Achtkernprozessor Ky X1 des chinesischen RISC-V-Startups SpacemiT [3], der Taktraten von 614 bis 1600 MHz sowie zwei TOPS [4] KI-Leistung bietet. Damit ist das Board für leichte KI-Anwendungen ausgelegt. Als GPU hat der Hersteller das Einstiegsmodell BXE-2-32 [5] der Firma Imagination verbaut.
Bei den Speichermöglichkeiten und der Netzanbindung zeigt sich der RV2 (Abbildung 2) den Raspberry Pis deutlich überlegen. Auf der Rückseite (Abbildung 3) nimmt er optional einen eMMC-Flash-Speicher mit 16 bis 128 GByte auf und verfügt über gleich zwei M2-Steckplätze für NVMe-SSDs (M.2 2230, M.2 2280), die mit PCIe 2.0 und je zwei Lanes angebunden sind. Hinzu kommt der obligatorische Einschub für eine SD-Karte. Mit zwei NVMe-SSD-Steckplätzen eignet sich das Gerät als ideale Kompaktlösung für beispielsweise ein NAS-Backup. Der Orange Pi unterstützt außerdem eine Vielzahl von Anwendungen wie den Betrieb als Miniserver. Dank der praktischen GPIO-Pins funktioniert er darüber hinaus als Mini-Controller für Projekte im Bereich Robotik.
Abbildung 2: Der Orange Pi RV2 ist für den geringen Preis sehr gut ausgestattet. Neben vier USB-Anschlüssen sind zwei M.2-Anschlüsse für NVMe vorhanden, je einer auf der Vorder- und der Rückseite. (C) Orangepie.org Quelle: Shenzhen Xunlong
Abbildung 3: Neben einem langen M.2-Einschub sitzt auf der Rückseite der Platine auch ein Steckplatz für einen eMMC-Speicherbaustein. (C) Orangepie.org Quelle: Shenzhen Xunlong
Anschluss ans Netz findet der RV2 mit zwei Gbit-Ethernet-Anschlüssen sowie WLAN 5.0 und Bluetooth 5.0 inklusive BLE-Support. Die beiden Ethernet-Ports erlauben den Einsatz des RV2 als Router. Weitere Schnittstellen umfassen einen HDMI-2.0-Ausgang für 4K bei 60 Frames sowie einmal USB 2.0 und dreimal USB 3.0.
Bei den GPIO-Pins zur Kommunikation mit externen Bauteilen wie LEDs oder Tastern zählt der RV2 26 Pfostenstecker, während die RasPis schon immer über 40 dieser Anschlüsse verfügten. Die vom Raspberry Pi bekannten HAT-Erweiterungen werden wegen teils unterschiedlicher Belegung der Pins beim RV2 vermutlich nicht funktionieren. Eine serielle Schnittstelle im Format MIPI DSI 4Lane befindet sich ebenfalls an Bord. Über die serielle Kameraschnittstelle MIPI CSI-2 erhalten zwei Kameramodule Anschluss an den Prozessor.
Software
Insgesamt wirkt die Hardwareausstattung des RV2 für den Preis sehr ansprechend. Sie wartet mit Möglichkeiten auf, die sich bei anderen SBCs nicht einmal nachrüsten lassen. Auch aufseiten der Software sieht es zumindest für den Anfang gut aus. Offiziell wählen Sie für den Orange Pi RV2 zwischen zwei Images von Canonical für Ubuntu 24.04 in den Varianten als Server oder als Desktop mit Gnome. Zudem gibt es ein Image für OpenWrt, mit dem Sie den RV2 als Router oder Repeater betreiben. Bei weiteren Distributionen arbeitet man derzeit an einer Umsetzung für den Orange Pi.
Die von Canonical bereitgestellten Images hostet Orange Pi auf Google Drive [6]. Dabei kann es vorkommen, dass das Tageskontingent erschöpft ist, und Sie bis zum nächsten Tag warten müssen, um ein Image herunterzuladen. An derselben Stelle finden Sie auch den Quellcode, das ausgezeichnete Handbuch und die Schaltpläne für die Platine.
Zunächst auf SD-Karte
Wir werfen zuerst einen Blick auf das Image von Ubuntu 24.04 (Abbildung 4). Die Vorgehensweise gleicht der beim Raspberry Pi: Sie spielen das Image auf eine SD-Karte und verbinden den RV2 mit Tastatur, Monitor, Maus und Netzwerk. Bei der Servervariante können Sie genauso gut per SSH zugreifen und sparen sich die Begleithardware. Die in den RV2 eingesteckte, mindestens 32 GByte große SD-Karte bootete bei uns anstandslos.
