Raspberry Pi 4는 이전 Raspberry Pi에 비해 상당히 업그레이드되어 1.5GHz에서 실행되는 4개의 고성능 Arm Cortex-A72를 저렴한 단일 보드 컴퓨터 시장에 제공합니다. 이러한 코어는 빠르고 핫 런닝되지만 놀라운 양의 오버헤드도 함께 제공됩니다. 오버클럭을 통해 악용할 수 있는 오버헤드입니다.
이전에 Raspberry Pi 4의 오버클러킹은 기기의 펌웨어에 미리 설정된 클록 분배기로 인해 1.75GHz로 제한되었습니다. 곧 있을 펌웨어 업데이트는 이 제한을 2GHz로 높입니다. 이제 설정을 완전히 안정시키려면 약간의 조정이 필요할 수 있다는 점을 이해하고 지금 시도해 볼 수 있습니다.
테스트(아래 참조)에서 오버클럭 성능은 벤치마크에 따라 기본 속도보다 33%에서 2.9%로 향상되었지만 특정 워크로드에서 충돌이 발생했습니다. 마일리지는 Pi 4 CPU의 고유한 허용 오차인 Silicon Lottery에 따라 달라집니다.
Raspberry Pi 4를 오버클러킹하는 방법과 이유에 대한 자세한 내용은 해당 주제에 대한 이전 기사를 참조하십시오. 그러나 Raspberry Pi 4에서 추가 성능을 얻으려는 사람은 열 스로틀 지점에 도달하고 1GHz 이하로 떨어지는 경향을 처리하여 시작해야 합니다. 약간의 능동 냉각을 추가하면 쉽게 해결할 수 있습니다.
이 기사의 모든 벤치마크는 Pimoroni Fan Shim이 장착되고 상시 작동으로 설정된 Raspberry Pi 4 Model B 4GB에서 수행되었습니다.
실리콘 복권
모든 Raspberry Pi 4가 2GHz 마크에 도달할 수 있는 것은 아니므로 기본 1.5GHz 속도에서 인상적인 33% 오버클럭을 나타냅니다. 이것은 더위 문제가 아니라 추악한 머리를 기르고 있는 이른바 ‘실리콘 복권’이다. 주어진 모든 반도체는 허용 오차 범위에 맞게 제작되었으며 해당 허용 오차 내에서 작동하도록 인증되었습니다. Raspberry Pi 4에 전원을 공급하는 BCM2711B0의 경우 해당 인증에는 칩이 1.5GHz에서 안정적으로 실행될 수 있다고 나와 있습니다.
칩을 오버클럭하면 정격 속도를 벗어나게 됩니다. 더 많이 밀수록 제조 허용 오차의 상한에 도달할 가능성이 높아집니다. 일부 칩은 이미 상한선에 가까워지고 전혀 오버클럭되지 않습니다. 다른 것들은 바닥에 가깝고 오버클럭이 훨씬 더 나을 수 있습니다.
불행히도, 주어진 칩이 허용 오차 범위 내에서 “빨리 보고 확인”하는 것 이상으로 위치를 알 수 있는 쉬운 방법은 없습니다. 겉보기에 똑같은 라즈베리 파이 4 세 대가 있다면 하루 종일 2GHz에서 행복하게 앉아있을 수 있습니다. 다른 하나는 특정 작업 부하 또는 환경 조건에 노출되면 충돌하여 신뢰할 수 없게 될 수 있습니다. 또 다른 하나는 완전히 부팅되지 않을 수 있습니다.
좋은 소식은 실험에 실제 비용이 들지 않는다는 것입니다. 최악의 경우 microSD 카드의 데이터가 손상되고 NOOBS 또는 Raspbian을 다시 설치해야 합니다.
Pi 4 ~ 2GHz를 오버클럭하는 방법
이전 오버클러킹 가이드에서 자세히 설명했듯이 Raspberry Pi를 오버클러킹하는 것은 /boot 디렉토리에 있는 config.txt라는 단일 파일을 편집하는 것만큼 쉽습니다. 이 파일은 데스크탑 PC의 BIOS와 동일한 역할을 하며 Raspberry Pi가 작동하는 방식을 제어하는 설정을 저장합니다.
2GHz에서 Raspberry Pi 4를 사용하려면 상승된 권한으로 이 파일을 열어야 합니다. Control, Alt 및 T를 사용하여 터미널을 열고 다음을 입력합니다.
sudo nano /boot/config.txt
Raspberry Pi 4에서만 실행되는 설정이 포함되어 있고 microSD 카드를 공유하는 경우 실수로 이전 Raspberry Pi를 2GHz로 오버클럭하려고 하지 않는 [pi4]라고 표시된 섹션을 찾아 다음을 new로 입력합니다. 바로 아래 줄:
과전압=4arm_freq=2000
첫 번째 설정인 over_voltage=4는 BCM2711B0 SoC(시스템 온칩)의 코어 전압을 약 0.1V 증가시킵니다. 대부분의 Raspberry Pi 4는 이 추가 전압 없이는 2GHz에서 부팅할 수 없습니다. 실험적인 느낌이 든다면 이 값을 2(추가 전압의 0.05V를 나타냄)로 낮추어 열을 줄일 수 있습니다.
두 번째 설정인 arm_freq=2000은 4개의 Arm 코어의 주파수를 2,000MHz 또는 2GHz로 설정합니다. 더 이상 늘리려고 하지 마십시오. 이전 펌웨어에는 1.75GHz 하드 제한이 있었기 때문에 작성 당시 최신 펌웨어에는 2GHz 하드 제한이 있었습니다. 2000보다 큰 값은 단순히 부팅되지 않는 Raspberry Pi 4로 이어집니다.
이러한 변경 사항을 Control 및 O로 저장한 다음 Control 및 X로 Nano를 종료합니다. 그러나 새 설정을 시도하기 위해 재부팅하기 전에 새 펌웨어를 설치해야 합니다. 여전히 터미널에서 다음을 입력합니다.
sudo rpi 업데이트
이것은 최신 커널 모델과 펌웨어(일반 apt update && apt upgrade 명령을 사용하여 액세스할 수 있는 것보다 더 최신 버전)를 가져오는 Raspberry Pi Updater를 로드합니다. 도구가 일반적으로 사용되지 않는다는 경고가 표시됩니다. 그것을 읽고 계속하기로 동의하십시오.
도구가 업데이트 설치를 완료하면 다음을 입력하여 재부팅합니다.
sudo 재부팅
운 좋게도 Raspberry Pi 4는 정상적으로 재부팅됩니다. 빈 화면이 보이거나 Raspberry Pi 4가 계속 재부팅되거나 다른 문제가 있는 경우 over_voltage 설정을 6으로 높여 보십시오. Raspberry Pi 4가 여전히 부팅되지 않으면 arm_freq 설정을 50MHz 단위로 줄입니다. 안정적이다. 불행히도 Raspberry Pi 4는 실리콘 복권의 승자가 아닙니다.
벤치마킹
CPU 주파수를 높이면 예상대로 합성 벤치마크 및 실제 워크로드에 실제 영향이 있습니다. 하지만 자주 조절하는 Raspberry Pi 4에 냉각 기능을 추가하는 것은 항상 성능 향상을 위한 첫 번째 단계여야 합니다.
합성 Linpack 벤치마크는 부동 소수점 성능을 측정합니다. 여기에서 성능의 차이를 가장 명확하게 볼 수 있습니다. 클록 속도를 33% 증가시키면 초당 수백만 명령(MIPS)으로 측정되는 성능이 거의 정확히 동일한 양만큼 증가합니다. 2GHz에서의 결과는 단일 정밀도, 배정밀도 및 성능을 가속화하기 위한 Arm의 NEON 지침.
여기에서 무작위 데이터를 포함하는 큰 파일이 압축됩니다. 먼저 단일 스레드 bzip2 응용 프로그램을 사용한 다음 다시 다중 스레드 lbzip2 응용 프로그램을 사용합니다. 예상대로 실제 이득은 합성 벤치마크에서 보여지는 것과는 거리가 멉니다. 단일 스레드 벤치마크에서 13%의 이득이 있고 멀티스레드 버전에서는 5% 이상으로 떨어집니다.
여기에서 성능 손실의 첫 번째 가능한 징후도 볼 수 있습니다. 단일 스레드 bzip2는 1.75GHz보다 2GHz에서 약 4% 더 나은 성능을 보이지만 다중 스레드 lbzip2는 3% 더 느립니다. 둘 사이 어딘가에 누워.
Speedometer 2.0 벤치마크는 웹 애플리케이션 성능을 측정하며 CPU 속도와 크게 관련되어 있습니다. 2GHz에서 Raspberry Pi 4는 기본 1.5GHz보다 거의 27%, 1.75GHz보다 13% 높은 점수를 얻었습니다. 이는 합성 Linpack 벤치마크에서 입증된 최대 성능 향상에 근접하지만 도달하지는 못했습니다.
그러나 이전 테스트에 따르면 CPU 오버클러킹은 GPU 성능에 큰 도움이 되지 않습니다. OpenArena 1인칭 슈팅 게임은 기본 속도로 실행되는 동일한 Raspberry Pi 4에 비해 초당 프레임이 2.9% 향상되는 것으로 나타났지만, 이는 1.75GHz 테스트 실행의 0.1프레임/초 성능 향상보다 눈에 띄게 높습니다. 항상 그렇듯이 3D 애플리케이션은 GPU 코어 오버클러킹에 대한 가이드를 따르면 더 많은 이점을 얻을 수 있습니다.
인기 있는 오픈 소스 GIMP를 사용하는 이미지 편집 워크로드에서 실리콘 복권 손실의 첫 징후가 나타납니다. Raspberry Pi 4 테스트 장치는 2GHz에서 벤치마크를 실행하는 데 완전히 실패했고 매번 시스템이 충돌하고 재부팅했습니다. 실패는 열과 관련이 없었습니다. Fan Shim은 가장 까다로운 작업 부하에서도 BCM2711B0이 80°C 스로틀 포인트 아래로 잘 유지되도록 했으며 코어 전압을 높여도 수정할 수 없었습니다. 이 특정 Raspberry Pi 4의 이 특정 워크로드의 경우 2GHz는 도달할 수 없는 상태로 유지됩니다.
결론
오버클러킹은 여전히 Raspberry Pi 4에서 더 많은 전력을 얻을 수 있는 안전하고 효과적인 수단이며 1.75GHz 이상의 속도를 허용하는 업데이트된 펌웨어의 공개 가용성은 더 많은 성능을 찾을 수 있음을 의미합니다. 항상 그렇듯이 핫 런닝 BCM2711B0은 어떤 형태의 애프터마켓 냉각 애드온의 이점을 누리며 재고에서 실행되는 냉각된 Raspberry Pi 4는 80에 도달하는 용이성 덕분에 장기 실행 워크로드에 대해 냉각되지 않은 오버클럭된 모델보다 성능이 뛰어납니다. °C 열 스로틀 포인트.
하지만 일단 냉각 기능이 있으면 Raspberry Pi 4를 오버클럭하는 것으로 장난치지 않을 이유가 없습니다. 다양한 작업 부하를 실행하여 달성한 속도가 2GHz이든 그 이하이든 간에 진정으로 안정적인지 확인하십시오.
