树莓派超频

我有 树莓派Raspberry Pi 4 和 树莓派Raspberry Pi 400 设备若干( 边缘云计算架构 )，例如我使用 树莓派Raspberry Pi 400 运行sway窗口管理器 作为日常开发运维桌面，对于轻量级使用完全没有问题。不过，我也发现，在播放高分辨率的视频时，有轻微的卡顿，CPU使用率大约是150%左右。

考虑到树莓派为了低功耗有意限制了主频，实际上在保证散热情况下，可以调整主频进行超频，或许能够解决这个性能的些微不足。

默热情况下， 树莓派Raspberry Pi 4 和 树莓派Raspberry Pi 400 主频为 1.8GHz ，根据网上资料，实际上主频可以提高到 2.2GHz

  • 检查默认CPU主频:

    cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_cur_freq

可以看到我的 树莓派Raspberry Pi 400 显示 1.8GHz

1800000

检查 lscpu 输出看到:

树莓派400的lscpu显示CPU主频
Architecture:                    aarch64
CPU op-mode(s):                  32-bit, 64-bit
Byte Order:                      Little Endian
CPU(s):                          4
On-line CPU(s) list:             0-3
Thread(s) per core:              1
Core(s) per socket:              4
Socket(s):                       1
Vendor ID:                       ARM
Model:                           3
Model name:                      Cortex-A72
Stepping:                        r0p3
CPU max MHz:                     1800.0000
CPU min MHz:                     600.0000
BogoMIPS:                        108.00
Vulnerability Itlb multihit:     Not affected
Vulnerability L1tf:              Not affected
Vulnerability Mds:               Not affected
Vulnerability Meltdown:          Not affected
Vulnerability Spec store bypass: Vulnerable
Vulnerability Spectre v1:        Mitigation; __user pointer sanitization
Vulnerability Spectre v2:        Vulnerable
Vulnerability Srbds:             Not affected
Vulnerability Tsx async abort:   Not affected
Flags:                           fp asimd evtstrm crc32 cpuid

  • 执行以下命令可以获得当前处理器的实际主频:

    watch -n 2 vcgencmd measure_clock arm

多次刷新可以看到主频实际是波动的(以下执行3次的输出信息):

frequency(48)=1000212864
frequency(48)=800191424
frequency(48)=1800404352

  • 执行以下命令可以获得当前处理器的温度:

    watch -n 2 vcgencmd measure_temp

可以看到大约40‘C(以下执行3次的输出信息):

temp=39.4'C
temp=40.9'C
temp=39.9'C

性能测试

参考 The Raspberry Pi 400 can be overclocked to 2.2 GHz 测试方法，采用 Phoronix Test Suite快速起步 中简易测试方法对比

超频

参考 Maximum stable overclocking speed of a Pi 4 or 400 对于 树莓派Raspberry Pi 4 和 树莓派Raspberry Pi 400 的经验，大致可以了解到:

  • 通过加大电压 树莓派Raspberry Pi 4 可以稳定工作在 2.35GHz ，但是需要非常强的冷却 - 需要注意这种超频可能会导致硬件损耗，所以我不会采用这么极端

arm_64bit=1
initial_turbo=60
hdmi_enable_4kp60=1
over_voltage=15
arm_freq_min=100
arm_freq=2360
gpu_freq=750
gpu_mem=256

  • over_voltage=15 已经是设置超频极限，当设置 over_voltage=16 时 树莓派Raspberry Pi 4 已经无法启动

  • 通过适当加压 over_voltage=6 树莓派Raspberry Pi 4 设置 arm_freq=2000 或者更高 arm_freq=2147

  • 当 over_voltage 设置值高于 6 的时候，就需要设置 force_turbo=1 ，例如配置:

    force_turbo=1
over_voltage=8
arm_freq=2200

我的配置

  • 我采用较为折中的配置:

    over_voltage=6
arm_freq=2147
gpu_freq=750

使用体验:

树莓派400超频2147Hz，尚未解决HDMI1接口音频输出
dtparam=audio=on

camera_auto_detect=1

display_auto_detect=1

dtoverlay=vc4-kms-v3d
max_framebuffers=2

arm_64bit=1

disable_overscan=1

hdmi_drive=2

over_voltage=6
arm_freq=2147
gpu_freq=750

[cm4]
otg_mode=1

[all]

[pi4]
arm_boost=1

[all]
gpu_mem=256

参考