【RaspberryPi】高火力に挑戦!更なるクロックアップにチャレンジ!

クロックアップロマンだよね…。昔はX68000や20年くらい前のCeleron 300A(Mendocino)のでもクロックアップしていました。ハマるとやばいですがロマンに関しては認めます。

先日までのエントリで話で一旦終わりだったのですが、冷却性能的にはもっと行けるはずなのになんでだろうなと感じていました。んで、もしかしたら電源が微妙なのかなと思ってはいました。ってことで以下を使ってみました。

f:id:ueponx:20200515195010p:plain

www.switch-science.com

みんな大好きスイッチサイエンスさんのACアダプタです。こちらは3.0Aの出力があるので安定していると思います。これまで使用していたのはUSBケーブルとACアダプタが分離できるタイプのものを使用していたので昇圧のためのover_voltage設定をすると起動できないようになっていました。このACアダプタを使用すれば更なるクロックアップができるかな思ってのチャレンジです。

参考

uepon.hatenadiary.com

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1.8GHzにチャレンジ

/boot/config.txtに以下の記述をして実行しました。

/boot/config.txt

#uncomment to overclock the arm. 700 MHz is the default.
#arm_freq=800
# 以下を記載
over_voltage=2
arm_freq=1800

すると、電源を変更する前は起動しませんでしたが、今回は問題なく起動しました。また、前回1. 68GHzでUnixBenchをしたところ、OSが落ちましたが今回は数値を更にアップさせても問題なく終了しました。やはり電源の問題によるところが大きかったのかなと思います。

f:id:ueponx:20200515173210p:plain

計測時のピークの温度で55℃には至らない状態です。52~53℃あたりでは収まってくれているので冷却は問題なさそうです。

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Benchmark Run: 金  5月 15 2020 16:26:46 - 16:55:10
4 CPUs in system; running 1 parallel copy of tests

Dhrystone 2 using register variables       12620305.5 lps   (10.0 s, 7 samples)
Double-Precision Whetstone                     2938.2 MWIPS (9.7 s, 7 samples)
Execl Throughput                               1098.2 lps   (29.9 s, 2 samples)
File Copy 1024 bufsize 2000 maxblocks        136046.7 KBps  (30.0 s, 2 samples)
File Copy 256 bufsize 500 maxblocks           38596.0 KBps  (30.0 s, 2 samples)
File Copy 4096 bufsize 8000 maxblocks        362434.1 KBps  (30.0 s, 2 samples)
Pipe Throughput                              197145.0 lps   (10.0 s, 7 samples)
Pipe-based Context Switching                  53663.7 lps   (10.0 s, 7 samples)
Process Creation                               2289.0 lps   (30.0 s, 2 samples)
Shell Scripts (1 concurrent)                   3418.7 lpm   (60.0 s, 2 samples)
Shell Scripts (8 concurrent)                    890.6 lpm   (60.1 s, 2 samples)
System Call Overhead                         609423.5 lps   (10.0 s, 7 samples)

System Benchmarks Index Values               BASELINE       RESULT    INDEX
Dhrystone 2 using register variables         116700.0   12620305.5   1081.4
Double-Precision Whetstone                       55.0       2938.2    534.2
Execl Throughput                                 43.0       1098.2    255.4
File Copy 1024 bufsize 2000 maxblocks          3960.0     136046.7    343.6
File Copy 256 bufsize 500 maxblocks            1655.0      38596.0    233.2
File Copy 4096 bufsize 8000 maxblocks          5800.0     362434.1    624.9
Pipe Throughput                               12440.0     197145.0    158.5
Pipe-based Context Switching                   4000.0      53663.7    134.2
Process Creation                                126.0       2289.0    181.7
Shell Scripts (1 concurrent)                     42.4       3418.7    806.3
Shell Scripts (8 concurrent)                      6.0        890.6   1484.3
System Call Overhead                          15000.0     609423.5    406.3
                                                                   ========
System Benchmarks Index Score                                         393.7

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Benchmark Run: 金  5月 15 2020 16:55:10 - 17:23:33
4 CPUs in system; running 4 parallel copies of tests

Dhrystone 2 using register variables       50244190.3 lps   (10.0 s, 7 samples)
Double-Precision Whetstone                    11742.1 MWIPS (9.7 s, 7 samples)
Execl Throughput                               3255.3 lps   (29.9 s, 2 samples)
File Copy 1024 bufsize 2000 maxblocks        264435.0 KBps  (30.0 s, 2 samples)
File Copy 256 bufsize 500 maxblocks           73509.0 KBps  (30.0 s, 2 samples)
File Copy 4096 bufsize 8000 maxblocks        686890.9 KBps  (30.0 s, 2 samples)
Pipe Throughput                              747012.0 lps   (10.0 s, 7 samples)
Pipe-based Context Switching                 239147.8 lps   (10.0 s, 7 samples)
Process Creation                               5636.7 lps   (30.0 s, 2 samples)
Shell Scripts (1 concurrent)                   7076.8 lpm   (60.0 s, 2 samples)
Shell Scripts (8 concurrent)                    973.2 lpm   (60.1 s, 2 samples)
System Call Overhead                        2307132.0 lps   (10.0 s, 7 samples)

System Benchmarks Index Values               BASELINE       RESULT    INDEX
Dhrystone 2 using register variables         116700.0   50244190.3   4305.4
Double-Precision Whetstone                       55.0      11742.1   2134.9
Execl Throughput                                 43.0       3255.3    757.1
File Copy 1024 bufsize 2000 maxblocks          3960.0     264435.0    667.8
File Copy 256 bufsize 500 maxblocks            1655.0      73509.0    444.2
File Copy 4096 bufsize 8000 maxblocks          5800.0     686890.9   1184.3
Pipe Throughput                               12440.0     747012.0    600.5
Pipe-based Context Switching                   4000.0     239147.8    597.9
Process Creation                                126.0       5636.7    447.4
Shell Scripts (1 concurrent)                     42.4       7076.8   1669.1
Shell Scripts (8 concurrent)                      6.0        973.2   1622.0
System Call Overhead                          15000.0    2307132.0   1538.1
                                                                   ========
System Benchmarks Index Score                                        1041.8

1.5GHzがシングルスレッドが約350、マルチスレッドが約800というスコアから 1.8GHzではシングルスレッド約390、マルチスレッドが約1040というスコアに変わりました。 設定値1.2倍くらいのスコアになったかなというところでしょうか。

さらなる高みへ

さらなる限界に向けて/boot/config.txtに以下の記述をしました。

/boot/config.txt

#uncomment to overclock the arm. 700 MHz is the default.
#arm_freq=800
# 以下を記載
over_voltage=5
arm_freq=2000

1.3倍のクロックの2GHzに設定を変更します。そろそろヤバそうな値なのでこれ以上はやめることにします。

f:id:ueponx:20200515190034p:plain

温度は52~53℃ぐらいまでで収まっているので、通常処理であれば問題なさそうです。(ベンチマークでもしない限りここまで上がりません。) ピークの値でも57℃でした。

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Benchmark Run: 金  5月 15 2020 17:44:13 - 18:12:32
4 CPUs in system; running 1 parallel copy of tests

Dhrystone 2 using register variables       13591161.2 lps   (10.0 s, 7 samples)
Double-Precision Whetstone                     3172.4 MWIPS (9.7 s, 7 samples)
Execl Throughput                               1182.3 lps   (29.9 s, 2 samples)
File Copy 1024 bufsize 2000 maxblocks        143540.7 KBps  (30.0 s, 2 samples)
File Copy 256 bufsize 500 maxblocks           41533.0 KBps  (30.0 s, 2 samples)
File Copy 4096 bufsize 8000 maxblocks        386833.3 KBps  (30.0 s, 2 samples)
Pipe Throughput                              213385.8 lps   (10.0 s, 7 samples)
Pipe-based Context Switching                  57486.8 lps   (10.0 s, 7 samples)
Process Creation                               2423.2 lps   (30.0 s, 2 samples)
Shell Scripts (1 concurrent)                   3131.1 lpm   (60.0 s, 2 samples)
Shell Scripts (8 concurrent)                    941.9 lpm   (60.1 s, 2 samples)
System Call Overhead                         658727.7 lps   (10.0 s, 7 samples)

System Benchmarks Index Values               BASELINE       RESULT    INDEX
Dhrystone 2 using register variables         116700.0   13591161.2   1164.6
Double-Precision Whetstone                       55.0       3172.4    576.8
Execl Throughput                                 43.0       1182.3    275.0
File Copy 1024 bufsize 2000 maxblocks          3960.0     143540.7    362.5
File Copy 256 bufsize 500 maxblocks            1655.0      41533.0    251.0
File Copy 4096 bufsize 8000 maxblocks          5800.0     386833.3    667.0
Pipe Throughput                               12440.0     213385.8    171.5
Pipe-based Context Switching                   4000.0      57486.8    143.7
Process Creation                                126.0       2423.2    192.3
Shell Scripts (1 concurrent)                     42.4       3131.1    738.5
Shell Scripts (8 concurrent)                      6.0        941.9   1569.8
System Call Overhead                          15000.0     658727.7    439.2
                                                                   ========
System Benchmarks Index Score                                         416.2

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Benchmark Run: 金  5月 15 2020 18:12:32 - 18:40:53
4 CPUs in system; running 4 parallel copies of tests

Dhrystone 2 using register variables       54182040.6 lps   (10.0 s, 7 samples)
Double-Precision Whetstone                    12646.3 MWIPS (9.6 s, 7 samples)
Execl Throughput                               3450.8 lps   (29.9 s, 2 samples)
File Copy 1024 bufsize 2000 maxblocks        286494.5 KBps  (30.0 s, 2 samples)
File Copy 256 bufsize 500 maxblocks           79440.3 KBps  (30.0 s, 2 samples)
File Copy 4096 bufsize 8000 maxblocks        709624.9 KBps  (30.0 s, 2 samples)
Pipe Throughput                              808905.5 lps   (10.0 s, 7 samples)
Pipe-based Context Switching                 253394.6 lps   (10.0 s, 7 samples)
Process Creation                               6140.4 lps   (30.0 s, 2 samples)
Shell Scripts (1 concurrent)                   7467.7 lpm   (60.0 s, 2 samples)
Shell Scripts (8 concurrent)                   1028.6 lpm   (60.1 s, 2 samples)
System Call Overhead                        2483824.3 lps   (10.0 s, 7 samples)

System Benchmarks Index Values               BASELINE       RESULT    INDEX
Dhrystone 2 using register variables         116700.0   54182040.6   4642.8
Double-Precision Whetstone                       55.0      12646.3   2299.3
Execl Throughput                                 43.0       3450.8    802.5
File Copy 1024 bufsize 2000 maxblocks          3960.0     286494.5    723.5
File Copy 256 bufsize 500 maxblocks            1655.0      79440.3    480.0
File Copy 4096 bufsize 8000 maxblocks          5800.0     709624.9   1223.5
Pipe Throughput                               12440.0     808905.5    650.2
Pipe-based Context Switching                   4000.0     253394.6    633.5
Process Creation                                126.0       6140.4    487.3
Shell Scripts (1 concurrent)                     42.4       7467.7   1761.2
Shell Scripts (8 concurrent)                      6.0       1028.6   1714.4
System Call Overhead                          15000.0    2483824.3   1655.9
                                                                   ========
System Benchmarks Index Score                                        1114.0

1.5GHzがシングルスレッドが約350、マルチスレッドが約800というスコアから 2.0GHzではシングルスレッド約416、マルチスレッドが約1110というスコアに変わりました。 マルチスレッドであれば設定値1.3倍くらいのスコアになったかなというところでしょうか。 シングルスレッドではクロックアップの効果はそろそろ効果が薄くなっているようです。

おわりに

RaspberryPi4Bはちゃんとした電源を使った方がパフォーマンスが高いのかもしれません。今後は気をつけていこうと思います。 クロックアップの企画はこれにて終了です。

参考

uepon.hatenadiary.com

uepon.hatenadiary.com

uepon.hatenadiary.com

【RaspberryPi】つよつよなCooling Fanを装着してオーバークロックにチャレンジ!

前回のエントリでRaspberryPi4BのCPU温度を可視化しました。そこで使用したつよつよヒートシンク+FANであるICE Tower CPU Cooling Fan for Pi 4を使用しました。 非常にすごい冷却性能で、80℃まで上昇していたCPU温度を50℃程度まで抑えることができました。 で、先のエントリでかけなかったことをちょっと書いてみたいと思います。

ICE Tower CPU Cooling Fan for Pi 4(以下ICE Tower Fan)の情報はこちらになります。

jp.seeedstudio.com

このファン自体の性能は既に分かっていますが、ベンチマーク時以外ではどのような冷却性能があるかわからないので、これもグラフ化してみます。

また、CPUのクロックの状態も以下のコマンドで取得可能です。そこで、Node-REDで作成したダッシュボードにこの値も表示する様にします。 負荷がない場合にはCPUのクロックが下がり、負荷があるときにはクロックがアップするようになります。

 $ vcgencmd measure_clock arm
frequency(48)=600169920

以下はRaspberryPi4で取得した値になりますがRaspberryPi4Bではアイドル時には700MHz程度になり、負荷がある場合にはクロックが1.5Mhzまで上昇する様になっています(非オーバークロック時)。

f:id:ueponx:20200514125400p:plain

Node-REDのフローは以下のようにしています。このエントリの一番下に出力したJSONをおいておきます。

f:id:ueponx:20200514125130p:plain

続きを読む

【RaspberryPi】Node-REDでCPU温度の可視化を行ってみる【後編】

【前編】に引き続いてNode-REDでCPU温度を可視化を行っていきます。

f:id:ueponx:20200511192621p:plain

【前編】では以下の作業を行いました。

  • RaspberryPiのCPU温度設定を取得
  • Node-REDのDashboardノードのインストール

【後編】では以下のようなことを行っていきます。

  • Node-REDのフローを作成しDashboard
  • Raspberry Pi 4Bに負荷をかけて温度変化をみる
  • Raspberry Pi 4Bに熱対策を施してどれぐらい違いがあるかをみる

【参考】

uepon.hatenadiary.com

続きを読む

【RaspberryPi】Ubuntu20.04LTSをRaspberry Pi 4Bにいれたら異次元スピードだった

すみません。ちょっと言い過ぎた感じかもしれません。

ようやく手元にRaspberryPi4Bが届きました!

f:id:ueponx:20200511085709j:plain

以前はRaspberry Pi 3B(以下3B)にUbuntu20.04LTSをインストールしてみましたが、ようやくRaspberry Pi 4B(以下4B)を入手することができたので、そちらにもインストールして動作を体感してみました。CLIのインターフェースであれば、3Bでも全く問題ない速度の動作ですが、Xを使用する場合にはやっぱり無理だよね~となってしまいます。そこで4BではCLIもXも含めて体感どの程度違うのかを試してみました。

3Bへのインストールに関しては以下のエントリを御覧ください。こちら手順同様に4Bにもインストールを行っています。

参考

uepon.hatenadiary.com

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【RaspberryPi】Node-REDでCPU温度の可視化を行ってみる【前編】

先日までRaspberryPiにUbuntuをインストールしていましたが、作業中CPU温度がかなり高くなっていたので、その温度を可視化することができないかなと思いました。 折角なのでその値をNode-REDで表示・可視化させてみます。ちなみに今回は計測するOSはRaspbianで行っています。

f:id:ueponx:20200509231950p:plain

こんな感じで可視化したい。

f:id:ueponx:20200509230922p:plain

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