Raspberry Pi 4 adalah peningkatan yang besar berbanding Raspberry Pis sebelumnya, membawakan empat Arm Cortex-A72 berprestasi tinggi yang berjalan pada 1.5 GHz kepada pasaran komputer papan tunggal kos rendah. Walaupun teras ini kedua-duanya pantas dan berjalan panas, ia juga dihantar dengan jumlah overhed yang tersedia – overhed yang boleh anda eksploitasi dengan melakukan overclocking.
Sebelum ini, overclocking Raspberry Pi 4 telah dihadkan kepada 1.75GHz kerana pembahagi jam yang telah ditetapkan dalam perisian tegar mesin. Kemas kini perisian tegar yang akan datang meningkatkan had ini kepada 2 GHz – dan anda boleh mencubanya sekarang, atas pemahaman bahawa ia mungkin memerlukan sedikit tweaker untuk memastikan persediaan anda benar-benar stabil.
Pada ujian kami (lihat di bawah), prestasi dengan jam lampau bertambah baik daripada 33 peratus kepada hanya 2.9 peratus berbanding kelajuan stok, bergantung pada penanda aras, tetapi satu beban kerja tertentu mengalami ranap. Perbatuan anda akan berbeza-beza berdasarkan Loteri Silikon — toleransi unik CPU Pi 4 anda.
Untuk butiran penuh tentang cara dan sebab melakukan overclocking Raspberry Pi 4, lihat artikel kami sebelum ini mengenai topik tersebut. Sesiapa yang ingin meningkatkan prestasi tambahan daripada Raspberry Pi 4 harus bermula, bagaimanapun, dengan mengendalikan kecenderungannya untuk mencapai titik pendikit terma dan turun kepada 1 GHz atau lebih rendah – diselesaikan dengan mudah dengan menambahkan sedikit penyejukan aktif.
Semua penanda aras dalam artikel ini telah dijalankan pada Raspberry Pi 4 Model B 4GB dengan Shim Kipas Pimoroni dipasang dan ditetapkan kepada operasi sentiasa hidup.
Loteri Silikon
Tidak semua Raspberry Pi 4s berkemungkinan dapat mencapai tanda 2 GHz, mewakili overclock 33 peratus yang mengagumkan daripada kelajuan stok 1.5GHz. Ini bukan isu panas, tetapi apa yang dipanggil “loteri silikon” membesarkan kepalanya yang hodoh. Mana-mana semikonduktor yang diberikan dibina pada julat toleransi, dan diperakui untuk beroperasi dalam toleransi tersebut. Dalam kes BCM2711B0 yang menggerakkan Raspberry Pi 4, pensijilan itu mengatakan cip itu boleh berjalan dengan stabil pada 1.5GHz.
Apabila melakukan overclocking cip, anda menolaknya di luar kelajuan yang dinilai; semakin jauh anda menolak, semakin besar kemungkinan anda akan mencapai bahagian atas toleransi pembuatan. Sesetengah cip sudah hampir menghampiri had atasnya dan tidak akan overclock banyak sama sekali; yang lain mungkin berada di bahagian bawah dan melakukan overclock jauh lebih baik.
Malangnya, tiada cara mudah untuk mengetahui di mana dalam jalur toleransi cip yang diberikan berada di luar “sedut dan lihat”. Memandangkan trio Raspberry Pi 4s yang kelihatan serupa, seseorang boleh duduk dengan gembira pada 2 GHz sepanjang hari; yang lain mungkin menjadi tidak boleh dipercayai, ranap apabila terdedah kepada beban kerja tertentu atau keadaan persekitaran; dan yang lain mungkin gagal untuk boot sama sekali.
Berita baiknya ialah tiada kos sebenar untuk eksperimen: paling teruk, anda akan merosakkan data pada kad mikroSD anda dan perlu memasang NOOBS atau Raspbian sekali lagi.
Bagaimana untuk Overclock Pi 4 hingga 2 GHz
Seperti yang diperincikan dalam panduan overclocking kami yang terdahulu, overclocking Raspberry Pi adalah semudah mengedit satu fail: config.txt, ditemui dalam direktori /boot. Fail ini bertindak sebagai setara dengan BIOS PC desktop, menyimpan tetapan yang mengawal cara Raspberry Pi beroperasi.
Untuk mencuba Raspberry Pi 4 anda pada 2 GHz, anda perlu membuka fail ini dengan keistimewaan yang tinggi. Buka Terminal dengan Kawalan, Alt dan T, dan taip:
sudo nano /boot/config.txt
Cari bahagian bertanda [pi4], yang mengandungi tetapan yang hanya berjalan pada Raspberry Pi 4 dan bermakna anda tidak akan cuba overclock Raspberry Pi yang lebih lama kepada 2 GHz jika anda berkongsi kad mikroSD dan taip yang berikut sebagai baharu garisan tepat di bawah:
lebih_voltan=4arm_freq=2000
Tetapan pertama, over_voltage=4, meningkatkan voltan teras BCM2711B0 system-on-chip (SoC) sekitar 0.1V. Kebanyakan Raspberry Pi 4s tidak akan dapat but pada 2 GHz tanpa voltan tambahan ini; jika anda berasa eksperimen, anda boleh cuba menurunkan ini kepada 2 (mewakili 0.05V voltan tambahan) untuk mengurangkan haba.
Tetapan kedua, arm_freq=2000, menetapkan kekerapan empat teras Arm kepada 2,000MHz atau 2 GHz. Jangan cuba meningkatkan ini lagi: kerana perisian tegar lama mempunyai had keras 1.75GHz, perisian tegar terkini pada masa penulisan mempunyai had keras 2 GHz. Nilai melebihi 2000 hanya akan membawa kepada Raspberry Pi 4 yang tidak boleh boot.
Simpan perubahan ini dengan Control dan O, kemudian keluar dari Nano dengan Control dan X. Namun, sebelum anda but semula untuk mencuba tetapan baharu anda, anda perlu memasang perisian tegar baharu. Masih di Terminal, taip:
sudo rpi-kemas kini
Ini memuatkan Raspberry Pi Updater, yang menurunkan model kernel dan perisian tegar yang sangat terkini — versi yang lebih baharu daripada yang anda boleh akses menggunakan perintah kemas kini apt umum && naik taraf apt. Anda akan melihat amaran tentang alat itu bukan untuk kegunaan umum; baca dan terima untuk meneruskan.
Apabila alat telah selesai memasang kemas kini, but semula dengan menaip:
sudo reboot
Dengan nasib, Raspberry Pi 4 akan but semula seperti biasa. Jika anda melihat skrin kosong, Raspberry Pi 4 terus but semula, atau anda menghadapi sebarang masalah lain, cuba tingkatkan tetapan lebih_voltan kepada 6. Jika Raspberry Pi 4 anda masih tidak but, kurangkan tetapan arm_freq dalam kenaikan 50MHz sehingga ia stabil. Itu bermakna Raspberry Pi 4 anda, malangnya, bukan pemenang dalam loteri silikon.
Penandaarasan
Meningkatkan kekerapan CPU mempunyai, seperti yang anda jangkakan, impak dunia sebenar pada penanda aras sintetik dan beban kerja dunia sebenar – walaupun menambahkan penyejukan pada Raspberry Pi 4 yang kerap pendikit hendaklah sentiasa menjadi langkah pertama untuk meningkatkan prestasi.
Penanda aras Linpack sintetik mengukur prestasi titik terapung. Di sinilah perbezaan dalam prestasi dapat dilihat dengan paling jelas: meningkatkan kelajuan jam sebanyak 33 peratus telah meningkatkan prestasi, diukur dalam berjuta-juta arahan sesaat (MIPS), dengan jumlah yang hampir sama. Keputusan pada 2 GHz adalah 15 peratus lebih tinggi daripada had sebelumnya iaitu 1.75GHz, juga, dibawa melalui ketiga-tiga versi penanda aras: ketepatan tunggal, ketepatan dua kali dan versi penanda aras ketepatan tunggal yang menggunakan Arahan NEON Arm untuk mempercepatkan prestasi.
Di sini fail besar yang mengandungi data rawak dimampatkan, mula-mula menggunakan aplikasi bzip2 berbenang tunggal dan kemudian sekali lagi menggunakan aplikasi lbzip2 berbilang benang. Seperti yang dijangkakan, keuntungan dunia sebenar tidak selaras dengan yang ditunjukkan oleh penanda aras sintetik: terdapat kenaikan 13 peratus dalam penanda aras satu benang, menurun kepada hanya lebih lima peratus dalam versi berbilang benang.
Di sinilah kita melihat tanda-tanda pertama kemungkinan kehilangan prestasi juga: manakala bzip2 berutas tunggal berprestasi sekitar empat peratus lebih baik pada 2 GHz daripada pada 1.75GHz, lbzip2 berbilang benang adalah tiga peratus lebih perlahan – mencadangkan kelajuan jam yang ideal untuk beban kerja ini mungkin terletak di suatu tempat di antara keduanya.
Penanda aras Speedometer 2.0 mengukur prestasi aplikasi web, dan sangat terikat dengan kelajuan CPU. Pada 2 GHz, Raspberry Pi 4 mendapat markah hampir 27 peratus lebih tinggi daripada pada stok 1.5GHz, dan 13 peratus lebih tinggi daripada pada 1.75GHz — menghampiri, tetapi tidak cukup mencapai, peningkatan prestasi maksimum yang ditunjukkan dalam penanda aras Linpack sintetik.
Seperti ujian awal kami, bagaimanapun, overclocking CPU tidak banyak membantu dengan prestasi GPU. Penembak orang pertama OpenArena menunjukkan peningkatan hanya 2.9 peratus dalam bingkai sesaat berbanding Raspberry Pi 4 yang sama yang berjalan pada kelajuan stok, walaupun ini nyata lebih tinggi daripada peningkatan prestasi 0.1 bingkai sesaat sahaja dalam larian ujian 1.75GHz. Seperti biasa, aplikasi 3D akan mendapat lebih banyak manfaat daripada mengikuti panduan kami tentang overclocking teras GPU sebaliknya.
Dalam beban kerja penyuntingan imej, menggunakan GIMP sumber terbuka yang popular, tanda-tanda pertama kehilangan loteri silikon muncul: unit ujian Raspberry Pi 4 kami gagal sepenuhnya menjalankan penanda aras pada 2 GHz, ranap dan but semula mesin setiap kali. Kegagalan itu tidak berkaitan dengan haba – Shim Kipas memastikan BCM2711B0 kekal di bawah titik pendikit 80°C walaupun di bawah beban kerja yang paling mencabar – dan tidak boleh diperbetulkan dengan meningkatkan voltan teras. Untuk beban kerja tertentu pada Raspberry Pi 4 ini, maka, 2 GHz akan kekal di luar jangkauan.
Kesimpulan
Overclocking kekal sebagai cara yang selamat dan berkesan untuk mendapatkan lebih sedikit kuasa daripada Raspberry Pi 4 anda, dan ketersediaan awam bagi perisian tegar yang dikemas kini untuk membolehkan kelajuan melebihi 1.75GHz bermakna terdapat lebih banyak prestasi untuk ditemui. Walau bagaimanapun, seperti biasa, BCM2711B0 yang berjalan panas mendapat manfaat daripada beberapa bentuk alat tambah penyejukan selepas pasaran, dengan Raspberry Pi 4 yang disejukkan berjalan pada stok mengatasi prestasi model overclock yang tidak disejukkan untuk beban kerja yang berjalan lama berkat kemudahannya mencapai 80 Titik pendikit terma °C.
Sebaik sahaja anda mempunyai penyejukan di tangan, bagaimanapun, tidak ada sebab sebenar untuk tidak bermain-main dengan overclocking Raspberry Pi 4 anda; cuma pastikan anda menjalankan pelbagai beban kerja untuk mengetahui sama ada kelajuan yang anda capai, sama ada 2GHz atau di suatu tempat di bawah, adalah benar-benar stabil.
