Warum sich der Raspberry Pi 2 nicht als Steam Machine eignet

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Warum der Raspberry Pi 2 nicht zur Steam Machine taugt

Er ist klein, er muss nicht gekühlt werden und er ist spottbillig: Der Raspberry Pi mag manchem Steam-User wie die perfekte Steam Machine erscheinen. Am Ende ist er es – trotz des deutlichen Leistungsupgrades – nicht.

Wer derzeit mit dem Gedanken an eine Steam Machine spielt, der muss eine grundsätzliche Entscheidung treffen. Möchte ich auf der Steam Machine spielen oder will ich damit lediglich Spiele von meinem Hauptrechner zum Fernseher streamen? Geht es nur ums Streamen, sinkt einerseits der Preis für eine Steam Machine, weil die Rechen- und Grafikleistung deutlich geringer ausfallen kann. Andererseits rücken gleichzeitig verschiedene neue Optionen in die Auswahl.

35 Euro, Kühlung unnötig

Schnell kommt einem bei der Suche nach geeigneter Hardware der Raspberry Pi in den Sinn. Dieser Einplatinenrechner ist klein, er ist mit 35 Euro extrem günstig, mit seinen 3,5 Watt extrem sparsam und lässt sich deshalb auch ohne aktive Kühlung betreiben. Er scheint eigentlich die perfekte Basis für eine St(r)eam Machine zu sein.

Anfang dieser Woche wurde zudem der Raspberry Pi 2 vorgestellt. Der neue wird von einem Quad-Core-Prozessor befeuert, der ebenfalls mit 900 MHz taktet. Der Arbeitsspeicher wurde auf 1 GByte verdoppelt und freut sich über 450 statt 400 MHz Takt. Im Ergebnis soll der Pi 2 damit die sechsfache Leistung des Vorgängers erreichen.

Der Pi konnte bislang schon Linux mit grafischer Oberfläche ausführen. Zur Dekodierung eines Video- und eines Bildsignals und zur Übertragung der Controllereingaben sollte die Leistung des neuen Pi 2 also eigentlich ausreichen. Die ersten Benchmarks scheinen diese Vermutung auch zu bestätigen. Ebenfalls verlockend: Microsoft hat sogar angekündigt, Windows 10 für den Raspberry Pi 2 kostenlos bereitstellen zu wollen.

ARM dran

Das Problem ist allerdings: Im Raspberry Pi 2 verrichtet ein ARM-Prozessor seinen Dienst und der ist zur x86-Architektur, wie wir sie aus Spiele-PCs kennen, nicht kompatibel. Selbst wenn Windows 10 auf dem Raspberry Pi 2 installiert ist, dann müssten aber auch Steam und die vielen von Steam genutzten Funktionsbibliotheken explizit für den ARM-Prozessor angepasst und kompiliert werden. Bislang hat Valve, obwohl es den Raspberry Pi schon lange gibt und auch zahlreiche Tablets mit ARM-Prozessoren und Windows RT ausgestattet sind, diesen Schritt noch nicht unternommen.

Aber selbst wenn Valve eine ARM-Version von Steam anbietet, bleibt noch das Problem der unterdimensionierten Netzwerkschnittstelle. Denn dabei handelt es sich lediglich um einen 100-MBit-Anschluss, der für In-Home Streaming in Full-HD unter Umständen zum Flaschenhals wird und zu einer sichtbar schlechten Bildqualität führen würde.

Sowohl die ARM-Architektur als auch die maue Netzwerkschnittstelle disqualifizieren den Raspberry Pi 2 – zumindest derzeit – als St(r)eam Machine.

  • Christian

    Kannst du bitte genauer erklären, an welcher Stelle die Netzwerkschnittstelle limitiert?

    FullHD (ca 18000Kbps) und Audio (4000Kbps) sollten mit 22Mbps über die 100Mbps Schnittstelle des Pi doch eigentlich kein Problem darstellen? Oder übersehe ich da etwas?

  • An einer Netzwerkschnittstelle liegt nie die Bruttodatenrate an. Bei Ethernet bleiben abzüglich des Overheads immerhin rund 92 Prozent Nettodatenrate übrig, sprich 92 MBIt pro Sekunde oder 11,5 MByte pro Sekunde. Das Ziel beim Streaming sollte Full-HD mit 60 Frames sein. Full-HD produziert unkomprimiert bei 60 Bildern pro Sekunde eine Datenmenge von 373 MByte pro Sekunde. Die Rechnung: 1920 x 1080 x 24 Bit (Farbtiefe) x 60 = 2.985.984.000 Bit = 373.248.000 MByte.

    Die reine unkomprimierte Datenmasse liegt also bei über dem 32-fachen, was die Leitung liefern kann. Erst durch den Einsatz von Codecs und entsprechender Kompression lässt sich diese Datenmenge in eine 100-MBit-Ethernet-Verbindung pressen.

    Die Kompression durch MPEG entsteht durch Weglassen von Informationen. Je dünner die Leitung, desto mehr Informationen müssen entfernt werden und desto stärker sinkt die Bildqualität. Gerade Computerspiele zeichnen sich durch rasante Szenen aus, was Kompressionsalgorithmen wie MPEG-4 an ihre Leistungsgrenzen bringt und oftmals zur Artefaktbildung führt. Ergo: Schlechte Bildqualität. Jedes Programm, das nebenher noch Daten über die Leitung schickt, Betriebssystem, Webbrowser, Voicechat, Steam selbst, reduziert die Bandbreite noch weiter.

    Ferner muss der Quellrechner den Datenstrom komprimieren. Je höher die Qualität der Kompression sein soll, desto mehr Leistung muss der Quellrechner dafür aufwenden. Hat er die nicht zu Verfügung, dann sinkt die Bildqualität oder die zu transportierende Datenmenge wächst.

  • GrooveXT

    Warum dieser Beitrag nicht stimmt…
    Natürlich könnte locker auf dem RPI ne Steam Machine aufgesetzt werden. Bevor du in irgendwelche Netzwerkproblem läufst macht erstmal der Decoder des PI den Hintern zu. Der schafft nämlich nur so ~80 MBit/s, danach ist er überfordert …und das auch nur in 1080p@30fps, mehr kann die Hradware nicht. Selbst Filme wie Avatar kommen in 3D (also effektiv 48FPS) nicht über 50-60 MBit/s. Was der PI beides locker packt und damit wäre es also kein Problem, Spiele in Kinoqualität @ 30 FPS durch ne 100MBit Leitung zu drücken.
    Übrigens kann man bei Steam die Qualität einstellen, so dass man sogar auch über eine 5 MBit/s Internetleitung streamen kann (zumindest theoretisch). Von daher kann man allerhöchstens sagen, dass der Pi es nicht schafft 1080p@60 FPS mit unlimitierter Bandbreite zu streamen. Aber ob man das vor Augen hat, wenn man einen PI als Steam-Streamer einsetzen will, wage ich zu bezweifeln.

    Edit:
    Steam verballert übrigens in der höchsten Einstellung knappe 93 Mbit/s bei 60 fps….ist also gerade noch mit einer guten 100Mbit Leitung machbar. Thereotisch kann man auch noch nen USB Gigabit Adapter an den PI anschließen, dann wäre man bei 400 MBit…das sollte auf jeden Fall reichen.

  • karabela

    Ich habe gerade den Stream über moonlight (nutzt NVidia Game Stream) auf meinem neuen Raspberry Pi 2 eingerichtet und es läuft. Habe zwar die Bitrate (auf 25000) und Frames (auf 30) begrenzen müssen, habe aber nun einen stabilen Stream ohne Bildfehler. Valve’s Steam und meine Spiele laufen bei guter Bildqualität über die 100 MBit NIC des Raspi2. Wäre natürlich toll wenn das Gerät meine vorhandene GigaBit LAN-Infrastruktur nutzen könnte, aber es geht auch so. Zudem gäbe es ja auch die die Möglichkeit GB-Lan über USB nachzurüsten…
    Unterm Strich kann ich der Aussage nicht zustimmen, dass sie das Raspi nicht als Steam-Machine eignet, zumindest was Streaming betrifft.

  • Marvin Akk

    Ernsthaft? 100mbit sollen nicht für Streaming reichen? Da hat der Autor seine Hausaufgaben wohl nicht gemacht!
    Habe mit dem Pi schon viele Spiele über Moonlight/limelight gestreamt, darunter Rocket League, GTA V und Fallout 4. Sehe darin kein Problem. Das umständlichste ist die Controller-Konfiguration. Darum wäre ein „echtes“ SteamOS für den Raspberry Pi gar keine so schlechte Idee, damit der Steam-Controller direkt ohne Einrichtung funktioniert.