Mini-PC-Überblick: Raspberry Pi und Co. im Vergleich

Dieser Beitrag bespricht mit Ein-Platinen-Rechnern, Mini-PCs, Barebones und NAS mehrere Geräteklassen, in denen Hunderte von Produkten konkurrieren. Es ist ausgeschlossen, einen umfassenden Marktüberblick mit Stärken und Schwächen einzelner Geräte zu leisten. Was wir hier leisten können, ist lediglich eine strategische Abgrenzung dieser Geräteklassen mit einigen Einzelempfehlungen. Da vor allem Mini-PCs und Ausbau-Barebones gewaltig skalieren hinsichtlich Leistung, Ausstattung und Preis, ziehen wir den Kreis noch enger: Hier soll es nicht um leistungsstarke Desktopoder gar Gamingrechner gehen (die es in Form von Mini-PCs auch gibt), sondern ausschließlich um preisgünstige Hardware im Leistungs- und Preissegment von Platinenrechnern, die sich für einen Servereinsatz im Heimnetz anbieten.

Mini-PCs und Barebones

©Intel

Mini-PCs und Barebones sind gegenüber Ein-Platinen-Computern eine veredelte Form, die vor allem Nicht-Bastler anspricht. Intels NUCs („Next Unit of Computing“) sind die bekanntesten Vertreter solcher Mini-PCs und Barebone-Kits. Eine brauchbare Übersicht über diese extrem fragmentierte Geräteklasse bietet Intel hier . Im preisgünstigen Segment kommen aber auch noch Acer Chromebox , CSL Narrow Box , Gigabyte Brix sowie günstigere Zotac-Zboxen in Frage. Diese Geräte sind nicht speziell für Linux ausgelegt, können aber auf ihrer x86-Plattform jedes beliebige System aufnehmen – Linux wie Windows. Soll Linux installiert werden, gilt die generelle Regel, dass etwas ältere Geräte mit Standardkomponenten von Intel ganz neuer Hardware und Exoten aus Fernost vorzuziehen sind.

Mini-PCs sind zusammenfassend nur grob äußerlich so zu charakterisieren, dass es sich um kompakte x86-Rechner im schicken Gehäuse mit typischen Abmessungen wie etwa 12 × 12 × 5 Zentimeter handelt. Solche Mini-PCs werden in der Regel aktiv gekühlt, aber mit großem Lüfter über das komplette Gehäuse und mit niedrigen Drehzahlen (daher leise). Die enthaltene Hardware ist sehr variabel, was sich in so unterschiedlichen Preisen von 200 bis 1500 Euro niederschlägt. Prinzipiell sind Mini-PCs vom kleinen Heimserver bis zum Gaming-PC zu skalieren.

©Zotac

Den Unterschied zwischen Mini-PCs und Barebones oder „Kits“ erkennen Sie in der Regel (aber nicht eindeutig) schon am Preis: Im Prinzip handelt es sich um dieselben Geräte, einmal aber vollständig bestückt und startklar inklusive System („Mini- PCs“, meist mit Windows), im anderen Fall nur mit Mainboard und CPU („Barebone“, „Kit“). Mindestens Arbeitsspeicher und Datenträger müssen beim Barebone/ Kit also ergänzt (mindestens zusätzliche 100 bis 150 Euro) und eingebaut, ferner das gewünschte Betriebssystem installiert werden. Günstiger als ein kompletter Mini-PC ist der eigene Ausbau eines Barebone-Kits in der Regel nicht, aber für Linux-Nutzer entfällt immerhin die Lizenzgebühr für Windows und der Kunde hat freie Wahl bei RAM und Laufwerk.

Für den Servereinsatz genügt als CPU theoretisch ein Intel Atom/Celeron oder AMD A9-9600. Besser ist die nächsthöhere Leistungsklasse mit Intel i3 oder AMD-A12. Beim Speicher genügen für einen Daten- wie Medienserver vier GB RAM. 

Ein konkretes Beispiel: Das ältere Intel NUC 8i3BEH (also ein NUC der achten Generation mit i3-CPU) ist aktuell für 330 Euro erhältlich, plus RAM und SSD liegt der Endpreis dann je nach Anspruch etwas oder auch deutlich über 400 Euro. Dafür erhalten Sie keinen Sprinter, zumal neben der durchschnittlichen CPU auch noch SATA II (SATA 300) verbaut ist. Für einen Daten- oder Medienserver ist dies aber ausreichend. Aufgrund der Standard-Intel-Hardware ist die Installation eines beliebigen Linux oder einer Kodi-Distribution wie Libre Elec problemlos. Für die Medienwiedergabe ist ein HDMI-Ausgang vorhanden.

©Zotac

Wer auf lautlose passive Kühlung Wert legt, findet ebenfalls Kandidaten: Die Zotac Zbox CI329 Nano wird für knapp 300 Euro als Barebone angeboten, muss also noch durch RAM, SSD und Betriebssystem ergänzt werden. Auch hier ist also insgesamt mit 400 Euro zu rechnen. HDMI und Displayport 1.2 befähigen das Gerät zur Rolle als Mediencenter und mit insgesamt vier USB-3.0- und zwei Gigabit-Anschlüssen eignet sich das Gerät auch als Dateiserver.

Vergleich: Ein-Platinen-Rechner und Mini-PCs

Mini-PCs versus Platinenrechner

Was ist nun „besser“ – ein Mini-PC oder ein Platinenrechner? 

Schnittstellen: Im Vergleich mit Platinen bieten Mini-PCs mehr, je nach Preis auch deutlich mehr Schnittstellen. Die für einen Serverbetrieb wesentlichen I/O-Schnittstellen SATA II oder III, USB-3.x und Gigabit-Ethernet sind immer anzutreffen. Zum Anschluss an Monitore oder TV-Geräte ist mindestens HDMI, oft zusätzlich Displayport, DVI oder VGA vorhanden. Die Geschwindigkeit liegt bei USB-3.0, SATA und Ethernet in etwa auf dem Niveau beliebiger anderer PCs mit ähnlicher Hardware.

Betriebssystem: Aufgrund der x86-Architektur gibt es bei Mini-PCs keinerlei Einschränkungen. Das ist ein klarer Vorteil gegenüber ARM-basierten Platinenrechnern, wo die Auswahl an tauglichen Betriebssystemen oft eng begrenzt bleibt und die Systeme zum Teil Qualität und Nachhaltigkeit vermissen lassen.

CPU/GPU und RAM: Die im Vergleich zu Ein-Platinen-Rechnern höhere Leistung prädestiniert Mini-PCs als direkte Zuspieler an TV-Geräte via HDMI etwa mit Kodi-Mediencenter. Dank Hardwarebeschleunigung durch die GPU gewährleisten auch die preisgünstigen Intel-CPUs der N-, G- oder J-Serie die ruckelfreie Wiedergabe von HD-Videos. Das funktioniert auch mit 4K-Videos, beispielsweise 3840 × 2160 Pixeln (HEVC, H.265), an einem 4K-Monitor. Unter Linux lassen sich jedoch keine Ultra-HD-Videostreams etwa von Netflix abspielen. Hier ist maximal 1920 × 768 möglich.

Optik und Ausbauflexibilität: Mini-PCs sind aufgeräumter und schicker als die typischen Plastikgehäuse von Platinen. Das hat aber auch Nachteile: In Mini-PCs lässt sich nur eine 2,5-Zoll-Festplatte oder SSD einbauen (SATA II oder III), was die interne Speicherkapazität beschränkt. Diesen Nachteil können aber die wenigsten Platinenrechner zu ihren Gunsten nutzen, da größtenteils SATA fehlt. Ausnahmen sind der nicht mehr erhältliche Odroid H2+ sowie Banana Pi Pro mit echtem SATA III. Manche Platinen wie einige Cubieboards bieten zwar SATA-Anschlüsse, verwenden dafür aber einen langsamen SATA-USB-Adapter.

Das Fazit ist klar: Mini-PCs der Einsteigerklasse ab 300 bis 400 Euro sind den allermeisten Ein-Platinen-Rechnern eindeutig überlegen. Punkten können Raspberry & Co. allenfalls mit geringerem Stromverbrauch (etwa die Hälfte) und natürlich dem wesentlich niedrigeren Preis. Ein echter Killer von NUC & Co. und Verkaufsschlager im unteren Preissegment war lediglich der Barebone-ähnliche Odroid H2+. Den musste der Hersteller Hardkernel jedoch Mitte November 2021 einstellen, weil Intel die Produktion des dort genutzten Celeron- CPU J4105 stoppte.

NAS-Heimserver (Network Attached Storage)

©Qnap

Neben Ein-Platinen-Rechnern und Mini-PCs gibt es mit NAS-Geräten (Network Attached Storage) eine wichtige Geräteklasse im Umfeld von Heimservern. NAS für dem Heimbereich sind mehr oder weniger attraktive Gehäuse mit Festplatteneinschüben. Als Betriebssystem läuft fast immer ein angepasstes Linux, das „headless“ über eine Weboberfläche bedient wird. Manche Geräte bringen zusätzlich ein kleines Display für Basisfunktionen mit. NAS-Hardware ist aber grundsätzlich auf den Servereinsatz spezialisiert und verzichtet auf Peripherieanschlüsse für Monitor oder Eingabegeräte.

Bekannte Hersteller sind Synology, QNAP, Western Digital, Buffalo, D-Link, Asustor. Typische Home-NAS-Server nehmen ein, zwei oder vier Festplatten auf und kosten zwischen 100 und 500 Euro. Bei diesen Preisen sind keine Festplatten inbegriffen. Beim Kauf eines NAS-Geräts sollten Sie nicht nur auf die Anzahl der Festplatten- „Bays“ achten, sondern auch auf die Maximalkapazität pro Festplatte.

NAS-Server versus Platinenrechner

©Synology

Was ist denn nun „besser“ – ein kommerzielles NAS oder eine Bastellösung mit Raspberry & Co?

I/O-Leistung: Bei einem aktuellen NAS muss man sich um den Datendurchsatz keine Gedanken machen, weil stets SATA (600) für die Festplatten kombiniert ist mit einem Netzwerktransport via Gigabit-Ethernet (zum Teil 2,5-Gigabit-Ethernet). Ab Mittelklasse und etwa 300 Euro bieten NAS-Geräte zwei Gigabit-Ports.

Komfort und Optik: Ein NAS ist eine aufgeräumte Einheit. Wer statt eines NAS mit zwei oder vier Schächten einen Platinenrechner nutzt, muss mit erheblichen Kabelsalat rechnen. Angesichts beschränkter Anschlussports ist oft noch zusätzlicher Aufwand durch Hubs oder Dockingstations erforderlich und mithin auch erhöhter Stromverbrauch.

Betriebssystem: Auf NAS-Geräten ist alles vorinstalliert und auf die Hardware abgestimmt. Damit entfallen Suche und Einrichtung eines passenden Systems. Anspruchsvollere Aufgaben wie Raid, Internet-Portfreigaben, UPnP-Medienstreaming, Benutzerverwaltung sind in der Konfigurationsoberfläche vorgegeben und einfacher zu realisieren als bei einem Platinensystem. Insbesondere Synology-Geräte verdanken ihre Popularität nicht zuletzt dem exzellenten DSM-Betriebssystem (Disk Station Manager).

CPU und RAM: Die Leistung von Platinenrechnern wie dem Raspberry Pi 4 erreichen Home-NAS-Geräte erst ab Preisen von 400 Euro aufwärts.

Flexibilität: Das Betriebssystem auf Home- NAS-Geräten ist meist ein Embedded Linux, das sich durch Apps und Add-ons erweitern lässt, aber im Prinzip geschlossen ist. Definitionsgemäß bleibt ein NAS auch hardwaretechnisch auf die Serverrolle beschränkt (kein Displayausgang) und ist nicht als direkter Zuspieler für TV oder Monitor einsetzbar. Platinenserver sind flexibler, ob nun als nur SSH-administrierter Datenserver, als Webserver, UPnP-Server oder TV-Zuspieler mit Kodi-Mediencenter. Zudem ist das komplette System auf SD-Karte jederzeit austauschbar.

Stromverbrauch und Kühlung: Platinen arbeiten fast alle lüfterlos und somit lautlos, während NAS-Geräte in der Regel einen (leisen) Lüfter besitzen. Platinenrechner verbrauchen außerdem deutlich weniger Strom als NAS-Geräte. Allerdings sind Serverlösungen mit Platinen und mehreren Datenträgern meistens auf externe Stromversorgung der Festplatten angewiesen.

Vor- und Nachteile halten sich die Waage. Raspberry & Co. sind deutlich preisgünstiger, lautlos, theoretisch stromsparender, flexibler und bei der Rechnerleistung einem NAS im unteren Preissegment überlegen. Hinsichtlich Komfort, Bedienung und Aufgeräumtheit können Platinenlösungen aber nicht annähernd mithalten und sind auch beim Datendurchsatz tendenziell unterlegen.

Platinenrechner: Zum Teil überschätzt

Der Raspberry-Hype seit 2012 hat auf Herstellerseite viele Nachahmer, auf Nutzerseite viele Projekte mit oft überzogenen Ansprüchen ausgelöst. Inzwischen ist realistische Ernüchterung eingekehrt. Etliche Platinen konnten hardwaretechnisch von vornherein nicht überzeugen. Für einen NAS-ähnlichen Serverbetrieb kommt nur USB 3.x oder SATA in Kombination mit Gigabit-Ethernet in Betracht. Gigabit-Ethernet ist zwar inzwischen auf vielen Platinen zu finden, jedoch bleiben die erreichbaren Geschwindigkeiten meist unter jenen, die ein NAS oder Desktop-PC erreicht. Beim älteren Raspberry Pi Modell 3+ ist der Ethernet-Port intern über USB 2.0 angebunden und kommt daher nur auf etwa 220 MBit/s. Beim Banana Pro und Odroid XU4 sind es gut 460 MBit/s.

©Odroid

SATA und USB 3.0 bringen ebenfalls nicht überall den erwarteten Durchsatz: So bieten Cubieboards zwar SATA-Anschlüsse, die aber über USB 2.0 laufen und entsprechend enttäuschen. An USB 3.x angeschlossene Datenträger teilen sich bei den meisten Platinen die Schnittstellenleistung, sodass mit zwei oder mehr USB-Festplatten kaum mehr als 600 MBit/s zu erreichen sind.

Eine weitere Schwäche sind mangelnde oder mangelhafte Betriebssysteme. Die hardwaretechnisch ansprechenden Banana-Platinen haben mit dem inzwischen eingestellten Bananian ein besonders unrühmliches Negativbeispiel.

Für Odroid-Platinen ist die Auswahl ebenfalls nicht üppig , aber ein halbwegs aktuelles System sollte zu finden sein. Große Ausnahme und Vorbild ist das Raspberry-Pi-OS , das nachhaltig und abwärtskompatibel weiterentwickelt wird. Diese Tatsache ist entscheidender als manche Hardwarespezifikation.

Die generelle Leistung von Platinenrechnern ist mit der von Smartphones oder Tablets vergleichbar, weil hier ähnliche Hardware zum Einsatz kommt. Die ARM/CPUs takten zwischen ein bis zwei GHz und als Arbeitsspeicher sind ein bis acht GB RAM verbaut. Die Leistungsaufnahme von Platinen-PCs liegt im Leerlauf um die zwei bis drei Watt, bei Volllast je nach Gerät zwischen vier und acht Watt. Für die Videowiedergabe ist die Grafikeinheit der Platinen-PCs wichtiger als die CPU. Da die schwachen CPUs beim Decodieren von HD-Videos an ihre Grenzen geraten, muss die GPU diese Aufgabe übernehmen. Das Problem dabei: Unter Linux lässt sich die Hardwarebeschleunigung in der Regel nicht standardmäßig nutzen, weil die nötigen Treiber aus lizenzrechtlichen Gründen fehlen. Ungeachtet mancher nominell leistungsstärkerer Platinen ist als Videoabspieler der Raspberry Pi 4 mit dem Broadcom-Chip BCM2711B0 der beste Kandidat, weil der Chiphersteller Broadcom die Software für die Hardwarebeschleunigung zur Verfügung stellt.

Im Hinblick auf Serverfunktionalität schrumpft der Zoo der Platinenrechner dann schnell zusammen: Verbleibende Kandidaten sind unter anderen der Raspberry Pi 4 , Odroid XU4 , Odroid N2 , Banana Pi M2 Berry (alle unter 100 Euro). Die wahrscheinlich interessanteste Alternative zu NAS und Mini-PCs, der Odroid H2+, ist hingegen leider Geschichte. Restposten der gefragten Hardware dürften nur noch schwer zu finden sein.

Raspberry Pi 4: Der Universelle

©Raspberry Pi Foundation

Der Raspberry Pi 4 ist keine originelle, aber eine grundsolide Empfehlung für kleine Heimserver. Das aktuelle Modell 4 hat bis zu acht GB RAM (vier GB sollten genügen), die CPU läuft mit 1500 MHz. Mit zwei USB- 3.0-Ports, Gigabit-Ethernet sowie WLAN- und Bluetooth-Chip erfüllt der Modell 4 erstmals die fundamentalen Server-Durchsatzpflichten. Im Bestfall erreicht die Platine im Netz knapp 100 MB pro Sekunde, in der Regel liegt der Durchsatz bei ordentlichen 55 bis 60 MB pro Sekunde. Für Serveraufgaben ist verkabeltes Gigabit-Ethernet alternativlos, aber auch die Leistung des WLAN-Chips (802.11ac) ist alltagstauglich und erreicht bis zu zehn MB/s beim Versenden von Daten, beim Empfang bis zu sechs MB/s. Das ist mehr als genug zum Abspielen von Filmen auf Tablets.

Der Preis für die pure Platine liegt bei knapp 60 Euro. Damit ist die Hardware aber nicht betriebsbereit.

Folgendes Zubehör ist unentbehrlich oder zu empfehlen:

• Das notwendige Netzteil kostet knapp zehn Euro (Netzteile älterer Pi-Modelle passen nicht).
• Für das Betriebssystem ist eine Micro-SDKarte mit mindestens acht GB erforderlich. Wer die Leistung des neuen Raspberry nicht durch den Flaschenhals einer Billigkarte verschenken will, sollte eine schnelle Karte ab 32 GB mit dem Zusatz „SDXC“ oder „UHS“ wählen. Der Preis kann je nach Kapazität den der Raspberry-Platine erreichen.
• Das schicke Alluminiumgehäuse Flirc für circa 20 Euro dient als passiver Kühlkörper (eine Google-Suche „flirc raspberry“ genügt) und ist eine echte Empfehlung, da der Raspberry Pi 4 erfahrungsgemäß relativ heiß läuft.
• Für HDMI-Monitoranschluss ist ein kleiner Zwischenstecker von Micro-HDMI auf HDMI erforderlich (circa zwei Euro) oder ein Direktkabel vom Micro-HDMI-Anschluss zum Monitor (circa sieben Euro).

Einsteiger greifen am einfachsten zu einem Raspberry-Bundle. Die bieten für 120 Euro aufwärts das komplette Zubehör, allerdings keine Auswahl bei SD-Karte oder Kühlgehäuse.

Test: Raspberry Pi 400 – der PC in der Tastatur

©Flirc