Raspberry Pi 4 был выпущен в июне прошлого года с большим ажиотажем, так как обеспечивал значительно более высокую производительность, увеличенный объем памяти и более быстрые интерфейсы ввода-вывода по сравнению с Raspberry Pi 3 model B+ .
Бенчмарки подтвердили возросшую производительность, но также выявили необходимость установки радиатора для оптимальной работы под высокой нагрузкой. Некоторые компании выпустили комбинацию из увеличенного радиатора и вентилятора для платы, но это избыточно и абсолютно не требуется, за исключением случаев работы при повышенной температуре окружающей среды (50°C?).
Фонд Raspberry Pi также работал над оптимизацией видео для снижения температуры процессора и энергопотребления, выпустив через несколько дней бета-версию прошивки VLI, снижающей температуру на 3–5°C . Усилия заслуживают внимания, но обновленная прошивка VLI (для контроллера PCIe-USB) имела побочный эффект в виде снижения скорости работы USB. Новая версия прошивки VLI была выпущена в сентябре , обеспечивая как пониженную температуру, так и высокую производительность.
Фонд опубликовал запись в блоге , детализирующую работу по улучшению тепловых характеристик Raspberry Pi 4 за четыре месяца с момента выпуска. Текст получился объемным, поэтому ниже представлены ключевые выводы.
Плата нагружалась утилитами stress-ng (CPU) и glxgears (GPU):
|
1 2 3 |
sudo apt install stress-ng mesa-utils stress-ng --cpu 0 --cpu-method fft glxgears -fullscreen |
Следует отметить, что glxgears использует OpenGL, тогда как большинство Arm GPU работают с OpenGL ES, поэтому часть команд могла эмулироваться процессором. es2gears стал бы предпочтительнее, так как использует исключительно API OpenGL ES. Влияние этого фактора на GPU VideoCore V в процессоре Broadcom BCM2711 требует дополнительного изучения.
С момента выпуска RPi 4 представлено пять версий прошивки:
- Исходная прошивка
- Упомянутая выше прошивка VLI
- Прошивка VLI + SDRAM с оптимизацией управления LPDDR4 без ущерба производительности
- Прошивка VLI, SDRAM, тактовая и ступенчатой нагрузки, меняющая алгоритм изменения частоты процессора в зависимости от нагрузки и температуры
- Текущая бета-прошивка – проходит тестирование, скоро будет публично доступна. Включает улучшения: детализированный контроль рабочих напряжений SoC и оптимизированные тактовые частоты для конечных автоматов HDMI.
Для установки последней версии прошивки выполните команды:
|
1 2 3 |
sudo apt update sudo apt full-upgrade sudo shutdown -r now |
Результаты тестов с Raspberry Pi 3 B+ в качестве эталона и Raspberry Pi 4 с разными версиями прошивки. Согласно данным, платы не оснащались радиаторами.
Наблюдается значительный прогресс: энергопотребление в режиме простоя снизилось с 2.89 Вт при выпуске до 2.10 Вт с бета-прошивкой, а под нагрузкой – с 7.28 Вт до 6.41 Вт.
Время до теплового троттлинга под нагрузкой CPU и GPU (секунды) – Нажмите для увеличенияВторой график отображает время до активации троттлинга под комбинированной нагрузкой. Raspberry Pi 3B+ начинал троттлинг через 19 секунд, тогда как Raspberry Pi 4 при выпуске – через 60 секунд, а сейчас – через 180 секунд. При вертикальном размещении платы охлаждение существенно улучшается: температура простоя снижается на 2°C, а троттлинг наступает через 400+ секунд.
Тестирование завершено практическим тестом (в отличие от синтетических) – компиляцией ядра Linux на Raspberry Pi 3 B+ и Raspberry Pi 4 с последней бета-прошивкой:
- RPi 3B+ – Общее время: 5097 секунд (1ч24м57с); быстро активирует троттлинг на 1.2 ГГц
- RPi 4B – Общее время: 2660 секунд (44м20с); троттлинг отсутствует, стабильная работа на 1.5 ГГц
Отметим, что температура окружающей среды не указывалась, хотя она существенно влияет на троттлинг. Результаты также варьируются при использовании корпусов в зависимости от их конструкции и температуры в помещении.
Выражаем свою благодарность источнику, с которого взята и переведена статья, сайту cnx-software.com.
Оригинал статьи вы можете прочитать здесь.