Benchmarked: Raspberry Pi 4 atteint 2 GHz avec un nouveau micrologiciel
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Il s’agit d’une mise à niveau considérable par rapport à ses prédécesseurs: quatre Arm Cortex-A72 hautes performances fonctionnant à 1,5 GHz rejoignent le marché des ordinateurs monocarte à faible coût. Bien que ces cœurs fonctionnent à la fois rapidement et à chaud, ils sont également livrés avec une quantité surprenante de frais généraux disponibles, que vous pouvez exploiter par overclocking.

(Crédit image: Gareth Halfacree)

Auparavant, elle était limitée à 1,75 GHz en raison d’un diviseur d’horloge prédéfini dans le micrologiciel de la machine. Une prochaine mise à jour du microprogramme élève cette limite à 2 GHz – et vous pouvez vous lancer maintenant, sachant que cela peut prendre quelques ajustements pour que votre configuration soit complètement stable.

Lors de nos tests (voir ci-dessous), les performances avec l'overclockage ont été améliorées de 33% à 2,9% par rapport aux vitesses du stock, selon la référence, mais une charge de travail particulière s'est écrasée. Votre kilométrage variera en fonction de la Silicon Lottery – les tolérances uniques du processeur de votre Pi 4.

Pour plus de détails sur le comment et le pourquoi d’overclocker le Raspberry Pi 4,. Quiconque cherche à obtenir des performances supplémentaires d'un Raspberry Pi 4 devrait toutefois commencer par gérer sa tendance à atteindre un point d'accélération thermique et à chuter à 1 GHz ou moins – résolution facile par.

Tous les tests de performance décrits dans cet article ont été réalisés sur une Raspberry Pi 4 Model B 4GB avec un Pimoroni Fan Shim ajusté et réglé pour un fonctionnement permanent.

La loterie de silicium

Tous les Raspberry Pi 4 ne pourront probablement pas atteindre la barre des 2 GHz, ce qui représente un taux d'overclockage impressionnant de 33% par rapport à la vitesse d'origine de 1,5 GHz. Ce n’est pas un problème de chaleur, mais la soi-disant «loterie au silicium» qui élève sa tête laide. Tout semi-conducteur donné est construit dans une plage de tolérance et certifié pour fonctionner dans ces tolérances. Dans le cas du BCM2711B0 qui alimente le Raspberry Pi 4, cette certification indique que la puce peut fonctionner de manière stable à 1,5 GHz.

Lorsque vous overclockez une puce, vous la poussez en dehors de la vitesse nominale. plus vous poussez, plus vous aurez de chances d’atteindre les limites supérieures des tolérances de fabrication. Certains jetons seront déjà près de leur limite supérieure et ne feront pas beaucoup d'overclockage; d'autres peuvent être près du bas et overclocker considérablement mieux.

Malheureusement, il n’existe pas de moyen facile de savoir où se situe une puce donnée au-delà de la norme «aspirer et voir». Avec un trio de Raspberry Pi 4 apparemment identiques, on peut rester assis à 2 GHz toute la journée; un autre peut devenir peu fiable et se bloquer s’il est exposé à certaines charges de travail ou à certaines conditions environnementales; et encore un autre peut ne pas démarrer complètement.

La bonne nouvelle est que l’expérimentation n’entraîne aucun coût réel: au pire, vous allez corrompre les données de votre carte microSD et installer à nouveau NOOBS ou Raspbian.

Comment overclocker le Pi 4 à 2 GHz

Comme expliqué en détail, l'overclocking d'un Raspberry Pi est aussi simple que l'édition d'un seul fichier: config.txt, situé dans le répertoire / boot. Ce fichier agit comme l’équivalent du BIOS d’un PC de bureau en stockant les paramètres qui contrôlent le fonctionnement du Raspberry Pi.

Pour essayer votre Raspberry Pi 4 à 2 GHz, vous devez ouvrir ce fichier avec des privilèges élevés. Ouvrez un terminal avec Control, Alt et T et tapez:

sudo nano /boot/config.txt

Trouver la section marquée (pi4), qui contient des paramètres qui ne fonctionnent que sur un Raspberry Pi 4 et signifie que vous n’essayerez pas accidentellement d’overclocker un ancien Raspberry Pi à 2 GHz si vous partagez des cartes microSD et que vous tapez les lignes suivantes directement sous celles-ci:

surtension = 4
arm_freq = 2000

Le premier réglage, surtension = 4, augmente la tension de base du système sur puce (SoC) BCM2711B0 d’environ 0,1V. La plupart des Raspberry Pi 4 ne pourront pas démarrer à 2 GHz sans cette tension supplémentaire; si vous vous sentez expérimental, vous pouvez essayer de le réduire à 2 (ce qui représente 0,05 V de tension supplémentaire) pour réduire la chaleur.

Le deuxième réglage, arm_freq = 2000, règle la fréquence des quatre cœurs de bras sur 2 000 MHz ou 2 GHz. N’essayez pas de l’augmenter davantage: comme l’ancien firmware avait une limite fixe de 1,75 GHz, le dernier firmware au moment de l’écriture a une limite stricte de 2 GHz. Les valeurs supérieures à 2000 mèneront simplement à un Raspberry Pi 4 qui ne démarre pas.

Enregistrez ces modifications avec Control et O, puis quittez Nano avec Control et X. Avant de redémarrer pour essayer vos nouveaux paramètres, vous devrez toutefois installer le nouveau micrologiciel. Toujours au terminal, tapez:

sudo rpi-update

Ceci charge le programme de mise à jour Raspberry Pi, qui extrait les derniers modèles et microprogrammes du noyau, des versions encore plus récentes que celles auxquelles vous pouvez accéder à l’aide du logiciel général. apt update && apt upgrade commandes. Vous verrez un avertissement concernant le fait que l’outil n’est pas destiné à un usage général; lisez-le et acceptez de continuer.

Lorsque l'outil a fini d'installer les mises à jour, redémarrez en tapant:

redémarrage sudo

Avec de la chance, le Raspberry Pi 4 redémarrera normalement. Si vous voyez un écran vide, si le Raspberry Pi 4 continue de redémarrer ou si vous rencontrez un autre problème, essayez d’augmenter le paramètre over_voltage à 6. Si votre Raspberry Pi 4 ne démarre toujours pas, diminuez les paramètres d’arm_freq de 50 MHz jusqu’à c'est stable. Cela signifie que votre Raspberry Pi 4 n’est malheureusement pas un gagnant à la loterie sur silicium.

Benchmarking

Comme on pouvait s’y attendre, l’augmentation de la fréquence du processeur a un impact réel sur les tests de performance synthétiques et les charges de travail réelles – bien que l’ajout de refroidissement à un Raspberry Pi 4 à régulation fréquente devrait toujours être la première étape pour améliorer les performances.

La référence synthétique Linpack mesure les performances en virgule flottante. C’est là que la différence de performance est la plus évidente: en augmentant la vitesse d’horloge de 33%, la performance mesurée en millions d’instructions par seconde (MIPS) a été pratiquement identique. Le résultat à 2 GHz est bien supérieur de 15% à la limite précédente de 1,75 GHz, également appliqué aux trois versions de l’indice de référence: simple précision, double précision et une version de l’indice de référence simple précision qui utilise Les instructions du bras NEON pour accélérer les performances.

Ici, un fichier volumineux contenant des données aléatoires est compressé, d'abord à l'aide de l'application bzip2 à thread unique, puis à nouveau à l'aide de l'application lbzip2 multithread. Comme on pouvait s’y attendre, les gains réels n’ont pas été à la hauteur de ceux de l’indice de référence synthétique: le gain de référence à un seul thread a été de 13%, tombant à un peu plus de 5% dans la version multithread.

C’est ici que nous voyons aussi les premiers signes possibles de perte de performances: alors que le bzip2 mono-thread offre des performances environ quatre pour cent de mieux à 2 GHz qu’à 1,75 GHz, le lbzip2 multithread était de trois pour cent plus lent – ce qui suggère une vitesse d’horloge idéale pour cette charge de travail se situer quelque part entre les deux.

Le benchmark Speedometer 2.0 mesure les performances des applications Web et est fortement lié à la vitesse du processeur. À 2 GHz, le Raspberry Pi 4 affiche un score supérieur de près de 27% à celui de la mémoire d'origine à 1,5 GHz et de 13% à celui de 1,75 GHz – se rapprochant, mais pas tout à fait, du gain de performances maximal démontré par le benchmark Linpack synthétique.

Selon nos tests précédents, l’overclocking du processeur n’aide pas beaucoup à améliorer les performances du processeur graphique. Le jeu de tir à la première personne d’OpenArena montre une amélioration de seulement 2,9% en images par seconde par rapport au même Raspberry Pi 4 fonctionnant à la vitesse du stock, bien que ce taux soit sensiblement supérieur à celui du cycle de test à 1,75 GHz. Comme toujours, les applications 3D bénéficieront davantage de.

C’est dans la charge de travail de retouche d’image, avec le populaire logiciel libre GIMP, que les premiers signes d’une perte à la loterie en silicium apparaissent: notre unité de test Raspberry Pi 4 n’a pas réussi à exécuter le test à 2 GHz, ce qui a entraîné un crash et un redémarrage de la machine à chaque fois. La panne n’était pas liée à la chaleur – la Fan Shim a permis au BCM2711B0 de rester bien en dessous de son point d’étranglement à 80 ° C, même sous les charges de travail les plus exigeantes – et ne pouvait pas être corrigé en augmentant la tension à cœur. Pour cette charge de travail particulière sur ce Raspberry Pi 4, 2 GHz restera hors de portée.

Conclusion

L’overclocking reste un moyen sûr et efficace d’obtenir un peu plus de puissance de votre Raspberry Pi 4 et la disponibilité publique du micrologiciel mis à jour pour permettre des vitesses supérieures à 1,75 GHz signifie que vous obtiendrez encore plus de performances. Cependant, comme toujours, le BCM2711B0 fonctionne à chaud et bénéficie d’une forme d’additif de refroidissement pour le marché secondaire, avec un Raspberry Pi 4 refroidi fonctionnant en stock, surpassant un modèle overclocké non refroidi pour des charges de travail longues, grâce à la facilité avec laquelle il fonctionne. Point d'étranglement thermique.

Une fois que vous avez le refroidissement en main, il n’ya aucune raison de ne pas jouer avec l’overclocking de votre Raspberry Pi 4; Assurez-vous simplement d’exécuter diverses charges de travail pour savoir si la vitesse que vous avez atteinte, que ce soit 2 GHz ou un niveau inférieur, est vraiment stable.

Catégories : Divers

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