Banana Pi BPI-F3

Der Banana Pi BPI-F3 ist mein erster SBC mit RISC-V Architektur. Diese interessiert mich schon länger.

RISC-V

RISC-V (gesprochen „RISC Five“) ist eine offene und freie Befehlssatzarchitektur (Instruction Set Architecture = ISA) für Prozessoren, die auf dem Prinzip des „Reduced Instruction Set Computing“ (RISC) basiert. RISC-V ist lizenzfrei und kann von jedem ohne Gebühren verwendet und implementiert werden, was sie besonders attraktiv für Forschung, Lehre und die Industrie macht. Die Architektur wurde 2010 im Parallel Computing Laboraty an der Universität von Kalifornien, Berkeley entwickelt und ist modular aufgebaut: Ein schlanker Basissatz an Befehlen kann durch standardisierte oder benutzerdefinierte Erweiterungen ergänzt werden. Dadurch eignet sich RISC-V sowohl für einfache Mikrocontroller als auch für leistungsfähige Serverprozessoren und eröffnet neue Möglichkeiten für offene Hardwareentwicklung und technologische Souveränität.

Im Raspberry Pico 2 stecken bereits zwei RISC-V Kerne, die alternativ statt der beiden ARM Kerne genutzt werden können.

Die Platine des BPI-F3 ist flächenmäßig auch der größte SBC, den ich in den Händen hatte.

Spezifikation

Seine acht RISC-V Kerne auf dem SoC von SpacemiT sind auf 1,6GHz getaktet. In meinem Modell sind 16GBRAM und ein 128GB eMMC verbaut.

Abmessungen	148 * 100mm
CPU	SpacemiT K1 Otca-core X60(RV64GCVB),RVA22,RVV1.0
GPU	IMG BXE-2-32@819MHz,32KB SLCOpenGL ES1.1/3.2EGL1.50penCL 3.0Vulkan 1.3
NPU	2 TOPS RISC-V
RAM	2/4/8/16 GB LP-DDR4
USB	1* 2.0 USB-C 4* 3.0 USB-A
GPIO	26 Pin
Speicher	Micro-SD eMMC 8/16/32/128GB
WLAN	2,4 und 5GHz
BlueTooth	4.2
Ethernet	2* 1GB
PCIe	PCIE2.1 2lane * 2., PCIEB 2lane connect M.2 KEY M, PCIEC 1lane connect MINI PCIE
HDMI	1* fullsize (1080p/60fps) mit Audio Output
Audio-Ausgang	Kopfhörer und Lautsprecher
Stromversorgung	Hohlstecker und USB-C 12V/3A
Buttons	Reset, Power und Burn

technische Daten des BPi-F3

Lieferumfang

Ich habe meine F3 im Set mit Acrylgehäuse samt Lüfter erstanden. Das mitgelieferte Netzteil ist mit einem Hohlstecker versehen und liefert bis zu 3A bei 12V.

Im Set enthalten waren neben Gehäuse auch ein Netzteil, Lüfter, Kühlkörper und ein USB-serial Adapter

Montage

Es beginnt, wie so häufig mit dem Entfernen der Schutzfolie von den Acrylteilen des Gehäuses (ich liebe dieses Geräusch 🙂)

Zunächst verbaue ich eine P310 NVME von Crucial im Slot auf der Platinenunterseite. Dabei fällt negativ auf, dass eine Schraube zur Fixierung des Drives nicht mitgeliefert wurde.

Danach werden die vier kurzen Abstandshalter mit den Schrauben in die Basisplatte geschraubt (das ist die mit den beiden Kreuzschlitzen. Auf diese Abstandshalter wird der F3 aufgesetzt und mit den längeren Abstandshaltern fixiert.

Der F3 ist mit Abstandshaltern auf die Basisplatte geschraubt.

Schritt 2

Leider verfügt der Heatsink kein Wärmeleitpad, daher drücke ich ein wenig Wärmeleitpaste auf den SoC und raste den Kühlkörper dann in die beiden Haltelöcher ein.

Schritt 3

Die beiden WLAN Antennen werden in die BNC Buchsen neben der GPIO Leiste eingeklinkt.

Schritt 4

Jetzt wird der mitgelieferte Fan mit vier Schrauben und vier Muttern auf die Innenseite des Gehäusedeckels geschraubt. Da das Kabel nicht das längste ist, halte ich für sinnvoll, den Fan so zu drehen, dass das Kabel nur wenig Abstand überbrücken muss.

Im Wiki von Banana Pi finde ich auch die Belegung der GPIO Pins.

Der Lüfter wird über die Pins 4 und 6 der GPIO Leiste mit 5V Spannung versorgt.Da das Kabel nur zwei-aderig ist, wird er vermutlich ständig laufen. Daher ist es wichtig, den Lüfter gut zu befestigen, damit er durch Vibrationen nicht klappert und zusätzliche Geräusche macht.

Detailaufnahme des eingesteckten Lüfterkabels.

Schritt 5

Zu Abschluss werden die Seitenwände in die Nuten im Gehäuseboden eingesteckt. Die korrekte Position ergibt sich automatisch durch die Aussparungen für die verschieden Ports des F3.

Danach wird der Deckel aufgesetzt und mit vier Hutmuttern auf den Abstandshaltern verschraubt.

Installation

Da Armbian ein Image für den Banana Pi BPI-F3 anbietet, entscheide ich dafür und flashe es auf eine 32GB SanDisk Ultra MicroSD.

Diese Version von Armbian basiert auf Ubuntu 25.2. Für den ersten Login schließe ich den BPI-F3 per HDMI an einen Monitor an und logge mich mit User root und Passwort 1234 ein, damit der automatische Installationsprozess meine .not_logged_in_yet Konfiguration verarbeitet und das System einrichtet. Danach finde ich den SBC in meiner Fritz Box wieder, mit der er sich mit Wi-Fi 6 verbunden hat.

Verbindungsdaten des BPI-F3 in der Fritz Box

Tests

Gehäuse

Das Gehäuse ist relativ schnell zusammen gebaut und alle Ports der Platine passen genau in die vorgesehenen Öffnungen.

In seinem Acryl-Look macht es echt was her, allerdings ist es dadurch anfällig für Fingerabdrücke.

Dem Case fehlen dedizierte Öffnungen zum Durch fädeln der WLAN Antennen, ebenso ist keine Halterung für die Antennen vorhanden. Ich führe die Kabel durch den Schlitz der GPIO Leiste. Vielleicht fixiere ich die Antennen noch mit etwas Heißkleber.

CPU

Da sysbench noch nicht vollständig für RISC-V portiert ist und dadurch nicht per apt zu installieren ist, habe ich es selbst aus dem Quellcode gebaut.

Der Durchlauf mit

sysbench cpu --cpu-max-prime=50000 --threads=8 run

ist nach 10,0104s beendet. Das ist etwas langsamer als beim Orange Pi 5 Pro oder Khadas VIM4, allerdings haben die beiden 8-Kerner einen höheren Basistakt.

Ausgabe von sysbench nach dem CPU Benchmark

eMMC

NVME

Wi-Fi

Schon beim üblichen Systemupdate nach dem ersten Boot des Boards hatte ich den subjektiven Eindruck, dass das deutlich zügiger geht als beim Raspberry Pi mit Wi-Fi 5.

Temperatur

Selbst bei Vollbelastung der CPU steigt die Temperatur des SoC nicht über 32,9°C. Die Kühlung mit Heatsink und Lüfter ist beeindruckend gut.

Lautstärke

Der Lüfter arbeitet ziemlich leise vor sich hin. Das messe ich natürlich auch noch nach und tatsächlich kann mein Messgerät in ca. 50cm Entfernung nichts wesentliches messen.

Stromverbrauch

Das dass Netzteil für 12V/3A ausgelegt ist, sagt schon viel über die Stromaufnahme des BPI-F3 aus. Zur konkreten Messung schließe ich ein USB-Netzteil mit 45W Leistung an die USB-C Buchse an und schaue, was das Messgerät ausgibt. Im Leerlauf zieht der BPI-F3 bei 12V Spannung etwa 0,30A Strom also etwa 3,6W Leistung. Unter Last steigt der Stromverbrauch auf 0,56A an, was eine Leistungsaufnahme von ca. 6,8W entspricht.

Fazit

Das innovative an der RISC-V Architektur ist seine Offenheit. Da sie unter einer Open Source Lizenz steht, kann sich im Prinzip jeder den Prozessor selber bauen, sofern er Zugang zu den entsprechenden Geräten hat.

Allerdings zieht der Banana Pi BPI-F3 sehr viel Strom. Ob das am Prozessor oder am SBC liegt, kann ich mangels Vergleichsmöglichkeit nicht sagen.

Das Set mit SBC, Gehäuse und Netzteil hinterlässt bei mir einen positiven Eindruck.