Raspberry Pi 4: So schnell ist er bei Retro-Spielen
Der Raspi 4 ist wesentlich leistungsfähiger als sein Vorgänger Raspi 3. Manche Spiele laufen bis zu zehnmal schneller.
Der neue Prozessor im Raspberry Pi 4 rennt richtig schnell, soviel ist gewiss. Doch wie viel Mehrleistung darf man besonders in Retro-Spielen eigentlich erwarten? Nach anfänglichen Schwierigkeiten, insbesondere mangels angepasster Emulatoren, haben wir eine Reihe Retro-Games ausprobiert und ihre Performance gemessen. Die Ergebnisse sind vielversprechend.
Noch braucht es viel Bastelei, um Spiele zum Laufen zu bewegen und die optimale Bildqualität herauszuholen. Das liegt mal an den Grafiktreibern, oft an den Emulatoren und mitunter auch an den Oberflächen, die einen Einsatz als Retro-Konsole am Fernseher erst sinnvoll ermöglichen.
Für unsere Zwecke haben wir die Oberfläche RetroArch auf dem offiziellen Raspian für den Raspberry Pi 3+ und 4 installiert. Die RetroArch-Version stammt aus dem Raspian-Repository und enthält von Haus aus keine Spiele-Emulatoren. Diese Cores genannten einzelnen Emulatoren sind wie RetroArch Teil des Libretro-Projekts, müssen aber für die meisten Linux-Varianten selbst kompiliert werden oder sind Teil von diversen Spiele-Distributionen wie RetroPie, Recalbox oder Lakka. Binaries für die Cores stellt Libretto selbst nur noch für wenige Emulatoren zur Verfügung.
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Da weder die für ältere Raspi-Varianten erstellten, noch die selbst-kompilierten oder die aus anderen Quellen besorgten Cores sicher liefen, endeten wir mit einer selbst zusammengepuzzelten Software-Lösung auf unserem Raspi 4 mit 4 GByte RAM. Das ist nicht ideal um die maximale Performance herauszukitzeln, reicht aber um eine deutliche Tendenz festzustellen. Um Vergleichbarkeit zu gewährleisten, haben wir auf Raspi 3 und 4 soweit möglich die gleichen Bedingungen geschaffen.
Interessanterweise liefen die für Libretro auf PlayStation Classic erstellen Cores am zuverlässigsten auf dem Raspi 4. Da auch dort ein ARMv8-Prozessor drinsteckt, halten sich Performance-Unterschiede in Grenzen.
Mehr Power
Für die Performance-Messungen standen Spiele für NES, SNES, N64 und PlayStation 1 bereit. Bis auf die N64-Spiele liefen alle schon auf dem Raspi 3 zufriedenstellend, je nach Titel und Emulator. Doch während es bei aufwendigen Spielszenen immer wieder zu kurzen Einbrüchen der Bildrate kam, laufen diese mit dem Raspi 4 mit ruckelfreien 60 fps.
Mehr ist bei keinem Konsolentitel empfehlenswert: Da die Engines höhere Frameraten nicht kompensieren, laufen die Titel einfach schneller ab – bis hin zu Unspielbarkeit. Nur um die theoretische Mehrleistung abzubilden, haben wir VSync abgeschaltet.
Retro-Spiele auf dem Raspberry Pi 4 (6 Bilder)
Wir nutzten für beide Systeme den Fake-KMS-GL-Treiber. Der tut durchaus seinen Dienst, ist aber gerade für Spiele nicht immer ideal. Entsprechend fallen die Bildraten beim Raspi 3 rund 20 Prozent niedriger aus als mit dem besser geeigneten SDL2-Treiber. Der läuft noch nicht auf dem Raspi 4, daher muss ein Performance-Vergleich damit später erfolgen. Weitere Leistungsverbesserungen sind aber durchaus zu erwarten.
Die Verwendung des GL-Treibers machte auch die Einstellung "Threaded Video" in den Optionen von RetroArch notwendig, um möglichst viel Grafik-Power auf die Straße zu bringen. Dies umgeht einigen Overhead, führt aber unter Umständen zu schlechteren Latenzen und vor allem stotternder Videoausgabe.
Rasend schnell
Die Zugewinne waren unter diesen Umständen enorm. Die PlayStation-Titel liefen auf dem Raspi 4 mit einer bis zu fünfmal höhere Bildrate ab. Wo Tekken 3 auf dem Raspi 3 zuvor auf bis zu 52 Bildern pro Sekunde (fps) abfiel, waren nun 170 fps drin. Ridge Racer 4 und Castlevania: Symphony of the Night kratzen gar fast an 400 fps.
Im SNES-Titel Super Mario World 2: Yoshi's Island lief die aufwendige Hauptmenü-Sequenz (mit 3D-Effekt aus dem Super-FX-Chip) mit 145 statt 45 fps ab. Contra 3 alias Super Probotector war mit über 250 fps bereits unspielbar schnell.
Allerdings fallen die Zugewinne je nach Emulator extrem unterschiedlich aus. Während beim NES-Emulator bnes Spiele zwar von mageren 30 auf fast 60 Bilder pro Sekunde sprangen, schossen sie mit QuickNES von 160 auf über 1600 fps. Das liegt neben den unterschiedlichen Grafikoptimierungen unter anderem die Genauigkeit der Emulation. Doch wenn es nur auf rohe Power ankommt, zieht der Broadcom BCM2711 im Raspi 4 weit davon. Der eigentlich zu bevorzugende Mesen-Emulator fürs NES startete auf unseren beiden Systemen nicht.
| Spiel | Emulator | Bildraten Raspberry Pi 3+ (fps) | Bildraten Raspberry Pi 4 (fps) |
| Ridge Racer 4 | PCSX-ReARMed | 74 | 370 |
| Tekken 3 | PCSX-ReARMed | 52 | 170 |
| Castlevania Symphony of the Night | PCSX-ReARMed | 74 | 390 |
| Extreme-G XG2 | Mupen64Plus | 28 | 54 |
| GoldenEye 007 | Mupen64Plus | 24 | 45 |
| Chrono Trigger | SNES9x 2010 | 56 | 230 |
| Contra III | SNES9x 2010 | 68 | 265 |
| Super Mario World 2: Yoshi's Island | SNES9x 2010 | 46 | 145 |
| Contra | QuickNES | 160 | 1670 |
| Contra | bnes | 28 | 58 |
| California Games | bnes | 27 | 59 |
| Super Mario 3 | QuickNES | 155 | 1600 |
Ausreißer nach unten ist weiterhin die Emulation des Nintendo 64. Immerhin kamen wir je nach Titel auch über die 60 Bilder pro Sekunde hinaus, doch in aufwendigeren Titeln wie GoldenEye 007 blieb die Framerate deutlich darunter. Mit eingeschaltetem Threaded Video schwankte die Bildrate in kurzen Abständen derart, dass an Spielen nicht zu denken war. Ohne die Option fielen die Schwankungen weit weniger krass aus. Jedoch liefen Mario Kart 64 oder Extreme-G XG2 schneller als im Original. Besonders letzterer Titel ist auf 30 fps ausgelegt und mit mehr kaum steuerbar. Der Mupen64-Plus-Emulator ließ sich aber (noch) nicht auf die nötigen 30 fps beschränken. (asp)
