樹莓派超頻後性能與功耗的研究

準確的說,標題應該是“樹莓派超頻後性能與功耗的關係及提高每瓦性能的方法”。標題太長不好,所以砍了後半部分。

準備

樹莓派2代B型。
測功率用淘寶37塊買的電力檢測儀。
電源用我買Nubia Z9 Max時配的,5V 1.5A。

測試方法

修改config.txt的arm_freq來超頻。
把scaling_governor裏的powersave改成performance來轉換到最高頻率。
使用aircrack-ng -S來測量滿負載的功耗和性能。

數據表格

頻率(MHz) 待機功耗(W) 滿載功耗(W) 性能(k/s) 性能/頻率 性能/功耗
600 1.75 2.31 339 0.56500 146.75
700 1.82 2.65 397 0.56714 149.81
800 1.83 2.81 455 0.56875 161.92
900 1.84 2.94 514 0.57111 174.83
1000 1.83 3.08 571 0.57100 185.39
1050 1.84 3.13 600 0.57143 191.69
1100 1.89 3.37 629 0.57182 186.65

注:頻率爲1100MHz時,默認電壓下,在高負載的情況下不能穩定運行。經測試,把over_voltage調爲2可穩定運行。

結論

在governor爲powersave的情況下,待機功耗爲1.75W。
在governor爲performance的情況下,待機功耗在不同頻率下變化很小,約爲1.84W。
隨着頻率的增加,每頻率性能略微增加。
在over_voltage=0的情況下,隨着頻率的增加,每瓦性能增加。
因此,如果想提升每瓦性能,我們可以在系統穩定的前提下,不加壓,儘量超頻。
另外,我們看到,即使加壓超頻,加壓後的1100MHz的每瓦性能依然比不加壓時的1000MHz高。提高低頻率的每瓦性能的方法在後記中有討論。

後記

這些是在我完成樹莓派超頻後性能與功耗的關係後做的實驗。

意外發現

在超頻後但CPU頻率仍爲600MHz的情況下,滿載功耗和性能有略微上升。
在最高頻率1000MHz、實際頻率600MHZ的情況下,滿載功耗爲2.33W,性能爲341k/s。待機功耗不變(原待機功耗2.31W,性能339k/s)。
這說明超頻後會極輕微地增加最低頻率(即600MHz)時的滿載功耗和性能

系統穩定時的加壓測試

arm_freq=1050
over_voltage=3
governor爲poversave時待機功耗無差別。
governor爲performance時待機功耗爲1.91W,滿載功耗爲3.38W,性能爲599k/s。
同頻率下,加壓,功耗上升,性能不變,同時發熱增加,每瓦性能降低。
因此,在系統穩定的情況下,不應該加壓。

提高每瓦性能的方法

這是一個意外發現,我把over_voltage改成負數,希望能降壓。本以爲會開不了機,但是結果卻令人興奮:over_voltage居然可以是負的!
這說明我們能通過降低電壓來提高每瓦性能。
下面是驗證:
arm_freq=800
over_voltage=-3
governor爲performance時待機功耗爲1.78W,滿載功耗爲2.63W,性能爲456k/s,性能/功耗=173.38(原待機功耗爲1.83W,滿載功耗爲2.81W,性能爲455k/s)。
這意味着,在保證系統穩定的前提下,我們可以減少電壓,來提高每瓦性能。(事實上,我的筆記本CPU一直降低0.1V用。)
所以,在你認爲樹莓派的性能已經夠用的時候(達到你想要的頻率後),你可以在保持系統穩定的前提下,儘量降低電壓,來提高每瓦性能。

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