Raspberry Pi 4 对其之前的 Raspberry Pi 进行了相当大的升级，将四个运行在 1.5 GHz 的高性能 Arm Cortex-A72 带入了低成本单板计算机市场。虽然这些内核既快速又热运行，但它们也提供了惊人的可用开销 – 您可以通过超频来利用开销。
此前，由于机器固件中预设了时钟分频器，Raspberry Pi 4 的超频被限制在 1.75GHz。即将到来的固件更新将此限制提升到 2 GHz – 您现在可以试一试，但可能需要进行一些调整才能使您的设置完全稳定。
在我们的测试中（见下文），根据基准测试，超频性能比普通速度提高了 33% 至仅 2.9%，但一个特定的工作负载崩溃了。您的里程将根据硅彩票而有所不同——您的 Pi 4 CPU 的独特容差。
有关对 Raspberry Pi 4 进行超频的方式和原因的完整详细信息，请参阅我们之前关于该主题的文章。但是，任何希望从 Raspberry Pi 4 中获得额外性能的人都应该从处理其达到热节流点并降至 1 GHz 或以下的趋势开始 – 通过添加一些主动冷却很容易解决。
本文中的所有基准测试均在 Raspberry Pi 4 Model B 4GB 上进行，并安装了 Pimoroni Fan Shim 并设置为始终运行。
硅彩票
并非所有的 Raspberry Pi 4 都可能达到 2 GHz 大关，这意味着从 1.5GHz 的库存速度超频了 33%，令人印象深刻。这不是热度问题，而是所谓的“硅彩票”丑陋的抬头。任何给定的半导体都建立在公差范围内，并经过认证可以在这些公差范围内运行。对于为 Raspberry Pi 4 供电的 BCM2711B0，该认证表明该芯片可以在 1.5GHz 下稳定运行。
超频芯片时，您将其推到额定速度之外；你推得越远，你就越有可能达到制造公差的上限。有些芯片已经接近上限，根本不会超频；其他人可能接近底部并且超频要好得多。
不幸的是，除了“吮吸一下”之外，没有简单的方法可以知道给定芯片在公差带中的位置。考虑到三个看似相同的 Raspberry Pi 4，一个人可能整天都在 2 GHz 上愉快地坐着；另一个可能会变得不可靠，在暴露于某些工作负载或环境条件时崩溃；还有一个可能无法完全启动。
好消息是实验没有实际成本：在绝对最坏的情况下，您会损坏 microSD 卡上的数据，并且必须再次安装 NOOBS 或 Raspbian。
如何将 Pi 4 超频至 2 GHz
正如我们之前的超频指南中所详述的，对 Raspberry Pi 进行超频就像编辑单个文件一样简单：config.txt，位于 /boot 目录中。该文件相当于台式机的 BIOS，存储控制 Raspberry Pi 运行方式的设置。
要在 2 GHz 下试用您的 Raspberry Pi 4，您需要以提升的权限打开此文件。使用 Control、Alt 和 T 打开终端，然后键入：
须藤纳米/boot/config.txt
找到标记为 [pi4] 的部分，其中包含仅在 Raspberry Pi 4 上运行的设置，这意味着如果您共享 microSD 卡，您不会不小心将旧的 Raspberry Pi 超频到 2 GHz，然后键入以下内容作为新的正下方的行：
过电压=4arm_freq=2000
第一个设置，over_voltage=4，将 BCM2711B0 片上系统 (SoC) 的核心电压增加约 0.1V。如果没有这个额外的电压，大多数 Raspberry Pi 4 将无法以 2 GHz 启动；如果您感觉是实验性的，您可以尝试将其降低到 2（代表 0.05V 的附加电压）以减少热量。
第二个设置 arm_freq=2000 将四个 Arm 内核的频率设置为 2,000MHz，即 2 GHz。不要试图进一步增加：因为旧固件有 1.75GHz 的硬限制，所以在撰写本文时最新的固件有 2GHz 的硬限制。高于 2000 的值只会导致 Raspberry Pi 4 无法启动。
使用 Control 和 O 保存这些更改，然后使用 Control 和 X 退出 Nano。不过，在重新启动以尝试新设置之前，您需要安装新固件。仍然在终端，输入：
sudo rpi-更新
这会加载 Raspberry Pi Updater，它会下载最新的内核模型和固件——甚至比您使用通用 apt update && apt upgrade 命令可以访问的版本还要新。您会看到有关该工具不适合一般用途的警告；阅读并接受以继续。
工具完成安装更新后，键入以下命令重新启动：
须藤重启
幸运的是，Raspberry Pi 4 将正常重启。如果您看到空白屏幕、Raspberry Pi 4 不断重启，或者您遇到任何其他问题，请尝试将 over_voltage 设置增加到 6。如果您的 Raspberry Pi 4 仍然无法启动，请以 50MHz 为增量降低 arm_freq 设置，直到它很稳定。不幸的是，如果您的 Raspberry Pi 4 不是硅彩票中的赢家，那将会是这样。
基准测试
正如您所料，提高 CPU 频率会对综合基准测试和实际工作负载产生实际影响——尽管为经常节流的 Raspberry Pi 4 增加冷却应该始终是提高性能的第一步。
综合 Linpack 基准测试衡量浮点性能。在这里可以最清楚地看到性能差异：将时钟速度提高 33% 会提高性能，以每秒数百万条指令 (MIPS) 衡量，几乎完全相同。2 GHz 的结果也比之前的 1.75GHz 极限高出 15%，通过了所有三个版本的基准测试：单精度、双精度和一个使用单精度基准的版本Arm 的 NEON 指令可加速性能。
在这里，一个包含随机数据的大文件被压缩，首先使用单线程 bzip2 应用程序，然后再次使用多线程 lbzip2 应用程序。正如预期的那样，真实世界的收益并没有完全达到综合基准所显示的效果：单线程基准有 13% 的收益，而在多线程版本中下降到略高于 5%。
在这里，我们也看到了性能下降的第一个可能迹象：虽然单线程 bzip2 在 2 GHz 时的性能比 1.75GHz 高 4%，但多线程 lbzip2 的速度要慢 3% – 这表明该工作负载的理想时钟速度可能介于两者之间。
Speedometer 2.0 基准测试衡量 Web 应用程序的性能，并且与 CPU 速度密切相关。在 2 GHz 时，Raspberry Pi 4 的得分比现有的 1.5GHz 高出近 27%，比 1.75GHz 高出 13%——接近但未完全达到合成 Linpack 基准测试中展示的最大性能增益。
不过，根据我们之前的测试，CPU 超频对 GPU 性能没有太大帮助。OpenArena 第一人称射击游戏显示，与以正常速度运行的相同 Raspberry Pi 4 相比，每秒帧数仅提高了 2.9%，尽管这明显高于 1.75GHz 测试运行的每秒 0.1 帧的性能提升。与往常一样，3D 应用程序将受益于我们的 GPU 内核超频指南。
在图像编辑工作负载中，使用流行的开源 GIMP，出现了硅彩票丢失的第一个迹象：我们的 Raspberry Pi 4 测试单元完全无法在 2 GHz 运行基准测试，每次都崩溃并重新启动机器。该故障与热量无关 – 即使在最苛刻的工作负载下，Fan Shim 也确保 BCM2711B0 保持在其 80°C 节流点以下 – 也无法通过增加核心电压来纠正。对于这个特定的 Raspberry Pi 4 上的特定工作负载，2 GHz 将仍然遥不可及。
结论
超频仍然是一种从 Raspberry Pi 4 中获得更多功率的安全有效的方法，并且更新固件的公开可用性允许超过 1.75GHz 的速度意味着可以找到更多的性能。不过，与往常一样，热运行的 BCM2711B0 受益于某种形式的售后冷却附加装置，由于其轻松达到 80 °C 热节流点。
但是，一旦您掌握了冷却装置，就没有真正的理由不玩超频您的 Raspberry Pi 4。只需确保运行各种工作负载，以了解您所达到的速度（无论是 2GHz 还是更低）是否真正稳定。
