बेंचमार्क: रास्पबेरी पाई 4 नए फर्मवेयर के साथ 2 गीगाहर्ट्ज हिट करता है

रास्पबेरी पाई 4 अपने पिछले रास्पबेरी पीआईएस की तुलना में काफी अपग्रेड है, जो कम लागत वाले सिंगल-बोर्ड कंप्यूटर बाजार में 1.5 गीगाहर्ट्ज़ पर चलने वाले चार उच्च-प्रदर्शन वाले आर्म कॉर्टेक्स-ए 72 ला रहा है। जबकि ये कोर तेज़ और गर्म-चलने वाले दोनों हैं, वे एक आश्चर्यजनक मात्रा में उपलब्ध ओवरहेड के साथ भी जहाज करते हैं – ओवरहेड आप ओवरक्लॉकिंग द्वारा शोषण कर सकते हैं।

इससे पहले, रास्पबेरी पाई 4 को ओवरक्लॉक करना 1.75GHz तक सीमित कर दिया गया था, क्योंकि मशीन के फर्मवेयर में पहले से सेट एक क्लॉक डिवाइडर था। एक आगामी फर्मवेयर अपडेट इस सीमा को 2 गीगाहर्ट्ज तक बढ़ा देता है – और आप इसे अभी दे सकते हैं, समझ में यह आपके सेटअप को पूरी तरह से स्थिर करने के लिए कुछ बदलाव कर सकता है।

हमारे परीक्षणों पर (नीचे देखें), बेंचमार्क के आधार पर ओवरक्लॉक के साथ प्रदर्शन में स्टॉक गति पर कहीं भी 33 प्रतिशत से केवल 2.9 प्रतिशत तक सुधार हुआ, लेकिन एक विशेष कार्यभार दुर्घटनाग्रस्त हो गया। सिलिकॉन लॉटरी के आधार पर आपका माइलेज अलग-अलग होगा – आपके पीआई 4 के सीपीयू की अनूठी सहनशीलता।

रास्पबेरी पाई 4 को ओवरक्लॉक करने के तरीके और क्यों के बारे में पूरी जानकारी के लिए, इस विषय पर हमारा पिछला लेख देखें। रास्पबेरी पीआई 4 से अतिरिक्त प्रदर्शन की तलाश करने वाले किसी भी व्यक्ति को थर्मल थ्रॉटल पॉइंट हिट करने और 1 गीगाहर्ट्ज या उससे नीचे गिरने की प्रवृत्ति को संभालने से शुरू करना चाहिए – थोड़ा सक्रिय शीतलन जोड़कर आसानी से हल किया जाना चाहिए।

इस लेख के सभी बेंचमार्क रास्पबेरी पाई 4 मॉडल बी 4GB पर पिमोरोनी फैन शिम फिट किए गए और हमेशा चालू रहने के लिए सेट किए गए थे।

सिलिकॉन लॉटरी

सभी रास्पबेरी पाई 4s 2 GHz के निशान तक पहुंचने में सक्षम होने की संभावना नहीं है, जो स्टॉक 1.5GHz की गति से प्रभावशाली 33 प्रतिशत ओवरक्लॉक का प्रतिनिधित्व करता है। यह कोई गर्मी का मुद्दा नहीं है, बल्कि तथाकथित “सिलिकॉन लॉटरी” अपने बदसूरत सिर को उठा रही है। कोई भी अर्धचालक एक सहिष्णुता सीमा के लिए बनाया गया है, और उन सहिष्णुता के भीतर संचालित करने के लिए प्रमाणित है। BCM2711B0 के मामले में जो रास्पबेरी पाई 4 को शक्ति प्रदान करता है, उस प्रमाणीकरण का कहना है कि चिप 1.5GHz पर स्थिर रूप से चल सकती है।

एक चिप को ओवरक्लॉक करते समय, आप इसे निर्धारित गति से बाहर धकेल रहे हैं; जितना अधिक आप धक्का देंगे, उतनी ही अधिक संभावना है कि आप विनिर्माण सहनशीलता के ऊपरी भाग तक पहुंचने जा रहे हैं। कुछ चिप्स पहले से ही अपनी ऊपरी सीमा के पास होंगे और अधिक ओवरक्लॉक नहीं करेंगे; अन्य नीचे के पास हो सकते हैं और ओवरक्लॉक काफी बेहतर हो सकते हैं।

दुर्भाग्य से, यह जानने का कोई आसान तरीका नहीं है कि सहिष्णुता बैंड में “इसे चूसो और देखो” से परे एक चिप कहाँ बैठता है। प्रतीत होता है समान रास्पबेरी पीआई 4 एस की तिकड़ी को देखते हुए, कोई भी पूरे दिन 2 गीगाहर्ट्ज पर खुशी से बैठ सकता है; कुछ कार्यभार या पर्यावरणीय परिस्थितियों के संपर्क में आने पर दूसरा अविश्वसनीय हो सकता है, दुर्घटनाग्रस्त हो सकता है; और फिर भी दूसरा पूरी तरह से बूट करने में विफल हो सकता है।

अच्छी खबर यह है कि प्रयोग के लिए कोई वास्तविक लागत नहीं है: सबसे खराब स्थिति में, आप अपने माइक्रोएसडी कार्ड के डेटा को दूषित कर देंगे और एनओओबीएस या रास्पियन को फिर से स्थापित करना होगा।

पीआई 4 से 2 गीगाहर्ट्ज को ओवरक्लॉक कैसे करें

जैसा कि हमारे पहले के ओवरक्लॉकिंग गाइड में बताया गया है, रास्पबेरी पाई को ओवरक्लॉक करना एक फ़ाइल को संपादित करने जितना आसान है: config.txt, /boot निर्देशिका में पाया जाता है। यह फ़ाइल एक डेस्कटॉप पीसी के BIOS के समतुल्य के रूप में कार्य करती है, सेटिंग्स को संग्रहीत करती है जो रास्पबेरी पाई के संचालन को नियंत्रित करती है।

अपने रास्पबेरी पाई 4 को 2 गीगाहर्ट्ज़ पर आज़माने के लिए, आपको इस फ़ाइल को उन्नत विशेषाधिकारों के साथ खोलना होगा। कंट्रोल, ऑल्ट और टी के साथ एक टर्मिनल खोलें और टाइप करें:

सुडो नैनो /boot/config.txt

चिह्नित अनुभाग खोजें [pi4], जिसमें सेटिंग्स शामिल हैं जो केवल रास्पबेरी पीआई 4 पर चलती हैं और इसका मतलब है कि यदि आप माइक्रोएसडी कार्ड साझा कर रहे हैं तो आप गलती से पुराने रास्पबेरी पीआई को 2 गीगाहर्ट्ज तक ओवरक्लॉक करने का प्रयास नहीं करेंगे, और निम्न को नए के रूप में टाइप करें सीधे नीचे की रेखाएँ:

over_voltage=4arm_freq=2000

पहली सेटिंग, over_voltage=4, BCM2711B0 सिस्टम-ऑन-चिप (SoC) के कोर वोल्टेज को लगभग 0.1V तक बढ़ा देती है। अधिकांश रास्पबेरी पाई 4s इस अतिरिक्त वोल्टेज के बिना 2 गीगाहर्ट्ज़ पर बूट करने में सक्षम नहीं होंगे; यदि आप प्रयोगात्मक महसूस कर रहे हैं, तो आप गर्मी को कम करने के लिए इसे 2 (0.05V अतिरिक्त वोल्टेज का प्रतिनिधित्व) तक छोड़ने का प्रयास कर सकते हैं।

दूसरी सेटिंग, arm_freq=2000, चार आर्म कोर की आवृत्ति को 2,000MHz, या 2 GHz पर सेट करती है। इसे और बढ़ाने का प्रयास न करें: चूंकि पुराने फर्मवेयर में 1.75GHz हार्ड लिमिट थी, इसलिए लेखन के समय नवीनतम फर्मवेयर में 2 GHz हार्ड लिमिट है। 2000 से ऊपर के मान केवल रास्पबेरी पाई 4 की ओर ले जाएंगे जो बूट नहीं होता है।

इन परिवर्तनों को नियंत्रण और ओ के साथ सहेजें, फिर नैनो से नियंत्रण और एक्स से बाहर निकलें। अपनी नई सेटिंग्स को आजमाने के लिए रीबूट करने से पहले, आपको नया फर्मवेयर स्थापित करने की आवश्यकता होगी। अभी भी टर्मिनल पर टाइप करें:

सुडो आरपीआई-अपडेट

यह रास्पबेरी पाई अपडेटर को लोड करता है, जो बहुत नवीनतम कर्नेल मॉडल और फर्मवेयर को नीचे खींचता है – जो कि आप सामान्य उपयुक्त अपडेट && उपयुक्त अपग्रेड कमांड का उपयोग करके एक्सेस कर सकते हैं। आपको उपकरण के सामान्य उपयोग के लिए नहीं होने के बारे में एक चेतावनी दिखाई देगी; इसे पढ़ें और जारी रखने के लिए स्वीकार करें।

जब टूल ने अपडेट इंस्टॉल करना समाप्त कर लिया है, तो टाइप करके रीबूट करें:

सुडो रिबूट

भाग्य के साथ, रास्पबेरी पीआई 4 सामान्य रूप से रीबूट हो जाएगा। यदि आप एक खाली स्क्रीन देखते हैं, तो रास्पबेरी पाई 4 रिबूट होता रहता है, या आपको कोई अन्य परेशानी हो रही है, ओवर_वोल्टेज सेटिंग को 6 तक बढ़ाने का प्रयास करें। यदि आपका रास्पबेरी पाई 4 अभी भी बूट नहीं होता है, तो 50 मेगाहर्ट्ज की वृद्धि में arm_freq सेटिंग्स को कम करें यह स्थिर है। ऐसा होगा कि आपका रास्पबेरी पाई 4, दुर्भाग्य से, सिलिकॉन लॉटरी में विजेता नहीं है।

बेंच मार्किंग

सीपीयू आवृत्ति में वृद्धि, जैसा कि आप उम्मीद करेंगे, सिंथेटिक बेंचमार्क और वास्तविक दुनिया के वर्कलोड पर वास्तविक दुनिया का प्रभाव है – हालांकि बार-बार थ्रॉटलिंग रास्पबेरी पीआई 4 में शीतलन जोड़ना हमेशा प्रदर्शन में सुधार के लिए पहला कदम होना चाहिए।

सिंथेटिक लिनपैक बेंचमार्क फ्लोटिंग-पॉइंट परफॉर्मेंस को मापता है। यह यहां है कि प्रदर्शन में अंतर सबसे स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है: घड़ी की गति में 33 प्रतिशत की वृद्धि ने प्रदर्शन में वृद्धि की है, जिसे प्रति सेकंड लाखों निर्देशों (एमआईपीएस) में मापा जाता है, लगभग उसी राशि से। 2 गीगाहर्ट्ज़ पर परिणाम 1.75 गीगाहर्ट्ज़ की पिछली सीमा की तुलना में 15 प्रतिशत अधिक है, जो बेंचमार्क के सभी तीन संस्करणों के माध्यम से किया जाता है: एकल-सटीक, डबल-सटीक, और एकल-सटीक बेंचमार्क का एक संस्करण जो उपयोग करता है प्रदर्शन में तेजी लाने के लिए आर्म के नीयन निर्देश।

यहां रैंडमाइज्ड डेटा वाली एक बड़ी फाइल को पहले सिंगल-थ्रेडेड bzip2 एप्लिकेशन का उपयोग करके और फिर मल्टीथ्रेडेड lbzip2 एप्लिकेशन का उपयोग करके संपीड़ित किया जाता है। जैसा कि उम्मीद की जानी चाहिए, वास्तविक दुनिया का लाभ सिंथेटिक बेंचमार्क द्वारा दिखाए गए लोगों के लिए काफी नहीं है: सिंगल-थ्रेडेड बेंचमार्क में 13 प्रतिशत की बढ़त है, जो मल्टीथ्रेडेड संस्करण में सिर्फ पांच प्रतिशत से अधिक है।

यह यहां है कि हम एक प्रदर्शन हानि के पहले संभावित संकेत भी देखते हैं: जबकि सिंगल-थ्रेडेड bzip2 1.75GHz की तुलना में 2 GHz पर लगभग चार प्रतिशत बेहतर प्रदर्शन करता है, मल्टीथ्रेडेड lbzip2 तीन प्रतिशत धीमा था – इस कार्यभार के लिए आदर्श क्लॉकस्पीड का सुझाव दे सकता है दोनों के बीच कहीं झूठ।

स्पीडोमीटर 2.0 बेंचमार्क वेब एप्लिकेशन प्रदर्शन को मापता है, और सीपीयू की गति से बहुत अधिक जुड़ा हुआ है। 2 गीगाहर्ट्ज़ पर, रास्पबेरी पाई 4 स्टॉक 1.5GHz की तुलना में लगभग 27 प्रतिशत अधिक है, और 1.75GHz की तुलना में 13 प्रतिशत अधिक है – सिंथेटिक लिनपैक बेंचमार्क में प्रदर्शित अधिकतम प्रदर्शन लाभ के करीब पहुंच रहा है, लेकिन काफी नहीं पहुंच रहा है।

हमारे पहले के परीक्षण के अनुसार, हालांकि, CPU ओवरक्लॉकिंग GPU के प्रदर्शन में मदद करने के लिए बहुत कुछ नहीं करता है। OpenArena प्रथम-व्यक्ति शूटर स्टॉक गति से चलने वाले समान रास्पबेरी पाई 4 की तुलना में फ्रेम प्रति सेकंड में केवल 2.9 प्रतिशत सुधार दिखाता है, हालांकि यह 1.75GHz टेस्ट रन के मात्र 0.1 फ्रेम-प्रति-सेकंड के प्रदर्शन को बढ़ावा देने की तुलना में अधिक है। हमेशा की तरह, GPU कोर को ओवरक्लॉक करने के बारे में हमारे गाइड का पालन करने से 3D एप्लिकेशन को अधिक लाभ होगा।

यह छवि संपादन कार्यभार में है, लोकप्रिय ओपन-सोर्स जीआईएमपी का उपयोग करते हुए, सिलिकॉन लॉटरी के नुकसान के पहले लक्षण दिखाई देते हैं: हमारी रास्पबेरी पाई 4 परीक्षण इकाई 2 गीगाहर्ट्ज़ पर बेंचमार्क चलाने में पूरी तरह से विफल रही, हर बार मशीन को क्रैश और रिबूट करना। विफलता गर्मी से संबंधित नहीं थी – फैन शिम ने सुनिश्चित किया कि BCM2711B0 कार्यभार की सबसे अधिक मांग के तहत भी अपने 80 ° C थ्रॉटल पॉइंट से काफी नीचे रहे – और न ही कोर वोल्टेज को बढ़ाकर इसे ठीक किया जा सकता है। इस विशेष रास्पबेरी पीआई 4 पर इस विशेष कार्यभार के लिए, 2 गीगाहर्ट्ज पहुंच से बाहर रहेगा।

निष्कर्ष

ओवरक्लॉकिंग आपके रास्पबेरी पाई 4 से थोड़ी अधिक शक्ति प्राप्त करने का एक सुरक्षित और प्रभावी साधन है, और अद्यतन फर्मवेयर की सार्वजनिक उपलब्धता 1.75GHz से अधिक की गति की अनुमति देने का मतलब है कि और भी अधिक प्रदर्शन पाया जाना है। हमेशा की तरह, हालांकि, हॉट-रनिंग BCM2711B0 आफ्टरमार्केट कूलिंग ऐड-ऑन के किसी न किसी रूप से लाभान्वित होता है, एक ठंडा रास्पबेरी पाई 4 स्टॉक पर चलने के साथ लंबे समय तक चलने वाले वर्कलोड के लिए एक बिना ढके ओवरक्लॉक्ड मॉडल के लिए धन्यवाद, जिस पर यह 80 हिट करता है। डिग्री सेल्सियस थर्मल थ्रॉटल पॉइंट।

एक बार जब आप हाथ में ठंडा हो जाते हैं, हालांकि, आपके रास्पबेरी पीआई 4 को ओवरक्लॉक करने के साथ खेलने का कोई वास्तविक कारण नहीं है; यह पता लगाने के लिए कि आपने जो गति हासिल की है, चाहे वह 2GHz हो या कहीं नीचे, विभिन्न प्रकार के वर्कलोड चलाना सुनिश्चित करें, वास्तव में स्थिर है।