Тесты производительности Raspberry Pi 4 – вариант с радиатором для охлаждения

На прошлой недели проводилось тестирование производительности на Raspberry Pi 4 и было обнаружено, что использование платы без охлаждения вызовет серьезные проблемы с производительностью, поэтому в некоторых случаях плата работала даже медленнее, чем Raspberry Pi 3 model B и все это было из-за сильного перегрева.

После недавних экспериментов с LibreELEC, на плату Raspberry Pi 4 был установлен большой радиатор с термопастой для охлаждения, а также была переустановлена ОС Raspbian Buster Desktop.

Поэтому теперь снова будут проведены тесты с радиатором и без него, но на этот раз будет запускаться только sbc-bench.

Установка SBC Bench

Откройте окно терминала или подключитесь к плате через SSH и запустите команду:

wget https://raw.githubusercontent.com/ThomasKaiser/sbc-bench/master/sbc-bench.sh

При первой загрузке Raspbian Buster автоматически получит последние пакеты операционной системы, но, очевидно, не последнюю версию прошивки:

/opt/vc/bin/vcgencmd version
Jun 20 2019 16:04:31 
Copyright (c) 2012 Broadcom
version 407b1da8fa3d1a7108cb1d250f5064a3420d2b7d (clean) (release) (start)

Поэтому была запущена команда rpi-update, чтобы получить самую последнюю версию прошивки и после этого плата была перезагружена:

/opt/vc/bin/vcgencmd version
Jun 26 2019 17:42:42 
Copyright (c) 2012 Broadcom
version 1186f932808ed601ddd583a30a3ce055477b1a26 (clean) (release) (start)

Обычно вам этого не нужно делать, но поскольку плата Raspberry Pi 4 является действительно новой, так что в самом начале следует ожидать частых изменений (changelog). Вам следует обратить внимание на предупреждение в rpi-update:

ВНИМАНИЕ: ‘rpi-update’ обновления для предварительных версий прошивки linux kernel tree и Videocore.

‘rpi-update’ следует использовать только в том случае, если для этого есть особая причина — например, запрос инженера Raspberry Pi.

Результаты с радиатором для охлаждения

Комнатная температур была: 28°C. Время работы, температура в режим холостого хода и частота процессора:

pi@raspberrypi:~ $ uptime
 17:00:51 up 2 min,  3 users,  load average: 0.37, 0.33, 0.13
pi@raspberrypi:~ $ /opt/vc/bin/vcgencmd measure_temp
temp=60.0'C
pi@raspberrypi:~ $ /opt/vc/bin/vcgencmd measure_clock arm
frequency(48)=600169920

Результаты тестов:

sudo /bin/bash ./sbc-bench.sh -c

sbc-bench v0.6.7

Installing needed tools. This may take some time... Done.
Checking cpufreq OPP... Done.
Executing tinymembench. This will take a long time... Done.
Executing OpenSSL benchmark. This will take 3 minutes... Done.
Executing 7-zip benchmark. This will take a long time... Done.
Checking cpufreq OPP... Done.

It seems neither throttling nor frequency capping has occured.

Memory performance:
memcpy: 2540.1 MB/s 
memset: 3541.8 MB/s (0.4%)

7-zip total scores (3 consecutive runs): 5520,5329,5342

OpenSSL results:
type             16 bytes     64 bytes    256 bytes   1024 bytes   8192 bytes  16384 bytes
aes-128-cbc      62337.00k    76517.57k    83103.06k    84397.40k    85174.95k    85103.96k
aes-128-cbc      62385.73k    76696.34k    82954.50k    84633.94k    85035.69k    85169.49k
aes-192-cbc      56248.36k    67203.52k    72105.90k    73188.35k    73454.93k    73564.16k
aes-192-cbc      56125.90k    67502.17k    71853.82k    73263.45k    73610.58k    73422.17k
aes-256-cbc      51001.95k    59901.03k    63540.65k    64509.95k    64828.76k    64875.18k
aes-256-cbc      50713.81k    60062.34k    63573.93k    64478.89k    64927.06k    64782.34k

Full results uploaded to http://ix.io/1MUi. Please check the log for anomalies (e.g. swapping
or throttling happenend) and otherwise share this URL.

Мониторинг частоты / температура в течение 7-Zip:

pi@raspberrypi:~ $ sudo ./sbc-bench.sh -m
Time        fake/real   load %cpu %sys %usr %nice %io %irq   Temp   VCore
17:21:17: 1500/1500MHz  4.00  25%   1%  22%   0%   1%   0%  76.9°C  0.8613V
17:21:22: 1500/1500MHz  4.00  98%   1%  96%   0%   0%   0%  78.4°C  0.8613V
17:21:27: 1500/1500MHz  4.08  69%   4%  64%   0%   0%   0%  78.4°C  0.8613V
17:21:37: 1500/1500MHz  4.07  82%   6%  56%   0%  19%   0%  76.0°C  0.8613V
17:21:46: 1500/1500MHz  4.43  82%   3%  35%   0%  43%   0%  75.0°C  0.8613V
17:21:51: 1500/1500MHz  4.31  33%   3%  13%   0%  16%   0%  73.0°C  0.8613V
17:21:56: 1500/1500MHz  4.13  49%   1%  47%   0%   0%   0%  73.5°C  0.8613V
17:22:02: 1500/1500MHz  4.12  84%   3%  65%   0%  16%   0%  77.9°C  0.8613V
17:22:07: 1500/1500MHz  4.27  51%   2%  49%   0%   0%   0%  75.5°C  0.8613V
17:22:12: 1500/1500MHz  4.25  89%   3%  85%   0%   0%   0%  77.4°C  0.8613V
17:22:17: 1500/1500MHz  4.22  94%   2%  91%   0%   0%   0%  78.9°C  0.8613V
17:22:22: 1500/1500MHz  4.13  80%   3%  77%   0%   0%   0%  78.4°C  0.8613V
17:22:27: 1500/1500MHz  4.12  96%   1%  94%   0%   0%   0%  79.4°C  0.8613V
17:22:32: 1500/1500MHz  3.87  77%   4%  72%   0%   0%   0%  77.9°C  0.8613V
17:22:37: 1500/1500MHz  3.80  84%   3%  80%   0%   0%   0%  78.4°C  0.8613V
17:22:52: 1500/1500MHz  4.53  91%  10%  71%   0%   9%   0%  76.4°C  0.8613V
17:22:58: 1500/1500MHz  4.33  54%   3%  36%   0%  14%   0%  75.5°C  0.8613V
17:23:03:  600/ 600MHz  4.30  77%   4%  61%   0%  11%   0%  76.0°C  0.8613V
17:23:08: 1500/1500MHz  4.28  85%   6%  76%   0%   2%   0%  76.9°C  0.8613V

Температура всегда была ниже 80 °C и никогда не превышала максимальную допустимую отметку в 85°C.

Результаты без радиатора

Далее был снят радиатор для охлаждения и плата минут 10 не включалась для того, чтобы дать ей остыть.

Комнатная температура была: 28 ° С. Температура в режим холостого хода:

pi@raspberrypi:~ $ uptime
 17:30:16 up 4 min,  4 users,  load average: 0.05, 0.18, 0.09
pi@raspberrypi:~ $ /opt/vc/bin/vcgencmd measure_temp
temp=64.0'C
pi@raspberrypi:~ $ /opt/vc/bin/vcgencmd measure_clock arm
frequency(48)=600169920

Таким образом, в режиме холостого хода через 3 минуты работы без радиатора температура была выше на 4°C, чем с радиатором.

Результаты тестов:

sudo /bin/bash ./sbc-bench.sh -c
sbc-bench v0.6.7

Installing needed tools. This may take some time... Done.
Checking cpufreq OPP... Done.
Executing tinymembench. This will take a long time... Done.
Executing OpenSSL benchmark. This will take 3 minutes... Done.
Executing 7-zip benchmark. This will take a long time..../sbc-bench.sh: line 600: 26143 Killed                  taskset -c 0 "${SevenZip}" b -mmt 1 >> ${TempLog}
 Done.
Checking cpufreq OPP... Done.

ATTENTION: Throttling and frequency capping has occured. Check the log for details.

Memory performance:
memcpy: 2606.8 MB/s (0.1%)
memset: 3715.6 MB/s (0.6%)

7-zip total scores (3 consecutive runs): 5010,4199,4060

OpenSSL results:
type             16 bytes     64 bytes    256 bytes   1024 bytes   8192 bytes  16384 bytes
aes-128-cbc      62618.39k    76668.97k    83098.11k    84445.18k    85207.72k    85256.87k
aes-128-cbc      55602.85k    73856.09k    82227.71k    84523.35k    85125.80k    85185.88k
aes-192-cbc      56274.63k    67320.43k    72087.98k    73332.39k    73457.66k    73602.39k
aes-192-cbc      50073.79k    65060.65k    71326.63k    73138.52k    73220.10k    73400.32k
aes-256-cbc      50936.85k    60008.47k    63549.78k    64555.69k    64913.41k    64935.25k
aes-256-cbc      50874.31k    60056.68k    63686.74k    64486.06k    64891.56k    64815.10k

Full results uploaded to http://ix.io/1MUy. Please check the log for anomalies (e.g. swapping
or throttling happenend) and otherwise share this URL.

Троттлинг действительно произошел и мониторинг частоты и температуры во время теста показывает, что температура приближается к 85°C, а реальная частота падает до 750 МГц для охлаждения системы:

pi@raspberrypi:~ $ sudo ./sbc-bench.sh -m
Time        fake/real   load %cpu %sys %usr %nice %io %irq   Temp   VCore
18:40:40: 1500/1500MHz  4.46  18%   1%  15%   0%   1%   0%  79.9°C  0.8595V
18:40:45: 1500/1500MHz  4.69  50%   2%   1%   0%  46%   0%  77.9°C  0.8595V
18:40:55: 1500/1500MHz  4.79  80%   5%  42%   0%  32%   0%  80.3°C  0.8595V
18:41:00: 1500/1500MHz  4.59  41%   3%  19%   0%  18%   0%  80.8°C  0.8595V
18:41:05: 1500/1500MHz  4.46  53%   1%  49%   0%   1%   0%  80.3°C  0.8595V
18:41:10: 1500/1000MHz  4.42  86%   2%  76%   0%   7%   0%  82.8°C  0.8595V
18:41:15: 1500/1500MHz  4.47  50%   2%  47%   0%   0%   0%  80.8°C  0.8595V
18:41:20: 1500/1000MHz  4.43  91%   1%  89%   0%   0%   0%  82.8°C  0.8595V
18:41:25: 1500/1000MHz  4.39  86%   2%  83%   0%   0%   0%  81.8°C  0.8595V
18:41:30: 1500/1000MHz  4.36  90%   1%  89%   0%   0%   0%  82.3°C  0.8595V
18:41:36: 1500/1000MHz  4.17  78%   5%  72%   0%   0%   0%  83.3°C  0.8595V
18:41:41: 1500/1000MHz  4.08  89%   2%  87%   0%   0%   0%  82.8°C  0.8595V
18:41:46: 1500/ 750MHz  4.07  93%   2%  90%   0%   0%   0%  85.2°C  0.8595V
18:41:51: 1500/1000MHz  3.91  68%   3%  64%   0%   0%   0%  83.3°C  0.8595V
18:41:56: 1500/1000MHz  3.83  82%   3%  78%   0%   0%   0%  82.3°C  0.8595V
18:42:13: 1500/1500MHz  4.64  79%   6%  47%   0%  24%   0%  81.3°C  0.8595V
18:42:19: 1500/1500MHz  4.35  32%   3%  11%   0%  17%   0%  79.9°C  0.8595V
18:42:24: 1500/1500MHz  4.16  50%   1%  48%   0%   0%   0%  82.3°C  0.8595V
18:42:29: 1500/1000MHz  3.99  80%   3%  68%   0%   9%   0%  82.3°C  0.8595V

Сравнительная таблица и диаграмма

Таким образом, результаты однопотокового теста не зависят от наличия радиатора, но вот на многопоточное сжатие 7-zip, безусловно, очень сильно влияет.

Различия для memcpy, memset и OpenSSL являются просто статистической погрешностью. Но Raspberry Pi 4 с радиатором более чем на 20% быстрее для сжатия 7-zip, поскольку не происходит троттлинга во время теста.

Выражаем свою благодарность источнику из которого взята и переведена статья, сайту cnx-software.com.

Оригинал статьи вы можете прочитать здесь.