Дізнайтеся, як розігнати Raspberry Pi Zero 2 W

Основні тези

  • Можливості прискорення Raspberry Pi Zero 2 W дозволяють підвищити його продуктивність, що робить його привабливим для складніших переносних проєктів та емуляції ретро-ігор.
  • Прискорення може скоротити термін служби Pi Zero 2 W, тому слід діяти обережно.
  • Для оптимальних результатів рекомендується використовувати засоби охолодження, щоб уникнути перегріву та терморегуляції.

Аналогічно іншим одноплатним комп’ютерам Raspberry Pi, Raspberry Pi Zero 2 W можна прискорити для досягнення більшої продуктивності. Дізнайтеся, як прискорити центральний процесор (CPU) і графічний процесор (GPU) Pi Zero 2 W для підвищення швидкості роботи.

Для чого прискорювати Raspberry Pi Zero 2 W?

Raspberry Pi Zero 2 W є значним покращенням порівняно з оригінальними моделями Pi Zero, оскільки він оснащений тим же SoC Broadcom BCM2710A1, що і повнорозмірний Pi 3. Це забезпечує його роботу вп’ятеро швидше, ніж Pi Zero.

Завдяки своїм компактним розмірам і ціні в 15 доларів, Pi Zero 2 W є ідеальним вибором для використання в переносних проєктах. Зазвичай він працює без монітора та клавіатури, а віддалений доступ до Raspberry Pi здійснюється через SSH.

Проте, якщо ви бажаєте використовувати Pi Zero 2 W як настільну систему з графічним інтерфейсом, він може здаватися повільнішим у порівнянні з Pi 4 або Pi 5. Прискорення його CPU та GPU дозволить підвищити його швидкодію. Це також стане в нагоді при емуляції старих ігрових систем.

Недоліком прискорення є можливість скорочення терміну служби вашого Pi Zero 2 W. Це також може анулювати гарантію, якщо ви використовуєте опцію `force_turbo=1` у файлі `config.txt`, щоб увімкнути вищі рівні перенапруги (понад 6). Тому прискорення проводиться на ваш страх і ризик, особливо при підвищенні швидкості.

Охолодження Raspberry Pi Zero 2 W

При роботі на вищій швидкості Raspberry Pi Zero 2 W виділяє більше тепла. Коли температура досягає 80°C (176°F), SoC автоматично починає знижувати швидкість ядер CPU, поки температура не спаде. Якщо температура зросте до 85°C (185°F), спрацьовує максимальне зниження швидкості, включаючи GPU.

Хоча нам вдалося досягти прискорення до 1,2 ГГц, використовуючи лише плату Pi Zero 2 W, додавання охолодження може допомогти знизити температуру, особливо при роботі з високим навантаженням. Це охолодження може бути у вигляді радіатора, вентилятора або їх комбінації, як у варіанті від The Pi Hut: Радіатор з двома вентиляторами.

Як прискорити Raspberry Pi 2 W

Як і в інших моделях Raspberry Pi зі стандартною операційною системою Raspberry Pi OS (раніше відомою як Raspbian), можна змінити тактову частоту системи на чипі (SoC) Pi Zero 2 W, редагуючи файл налаштувань `config.txt`.

Рекомендовано розпочати з оновлення всіх системних пакетів. Якщо ви використовуєте графічний інтерфейс робочого столу, відкрийте вікно терміналу, натиснувши його піктограму на панелі меню або вибравши Меню > Аксесуари > Термінал, і введіть:

 sudo apt update && sudo apt upgrade -y 

Оновлення може зайняти певний час, залежно від швидкості вашого інтернет-з’єднання.

Встановлення інструментів моніторингу

Перед прискоренням Raspberry Pi Zero 2 W встановимо декілька корисних інструментів для порівняння продуктивності та температури до і після. Спочатку встановимо інструмент Neofetch для отримання інформації про систему:

 sudo apt install neofetch 

Для перегляду поточної інформації про систему запустіть:

 neofetch 

Він має показати частоту CPU Pi Zero 2 W за замовчуванням, яка становить 1 ГГц. Потім встановимо інструмент для створення навантаження `stress`:

 sudo apt install stress 

Якщо ви використовуєте версію ОС Raspberry Pi “Bullseye” або ранішу (або Raspbian), можна встановити інструмент стрес-тестування Stressberry за допомогою:

 pip3 install stressberry 

Проте, якщо ви використовуєте останню версію ОС Raspberry Pi “Bookworm”, необхідно інсталювати Stressberry у віртуальному середовищі Python (ми назвали наше “overclock”):

 python -m venv overclock
cd overclock
source bin/activate
pip3 install stressberry

Тепер можна провести початковий стрес-тест на частоті Pi Zero 2 W за замовчуванням для порівняння з результатами прискорення пізніше. Виконайте цю команду (у віртуальному середовищі Python на “Bookworm”) для 100-секундного тесту, використовуючи всі чотири ядра CPU:

 stressberry-run -n "My Test" -d 100 -i 30 -c 4 mytest1.dat 

Коли SoC досягне стабільної базової температури, почнеться стрес-тест, і кожен рядок відображатиме поточну температуру та частоту процесора, яка має досягати 1000 МГц (тобто 1 ГГц).

Редагування файлу `Config.txt` для прискорення

Тепер прискоримо Raspberry Pi Zero 2 W, змінивши налаштування швидкості CPU та GPU, які будуть активовані після перезавантаження. Відкрийте файл налаштувань `config.txt` у текстовому редакторі nano:

 sudo nano /boot/config.txt 

Додайте такі рядки:

 arm_freq=1200
core_freq=500

Тут ми використовуємо `arm_freq` для встановлення тактової частоти процесора на 1200 МГц (1,2 ГГц), а `core_freq` для збільшення швидкості ядра GPU (з початкових 400 МГц). Перегляньте офіційну Raspberry Pi документацію з прискорення для всіх можливих варіантів. Остання прошивка автоматично збільшує напругу, якщо систему прискорено, але ви можете вручну змінити це, якщо потрібно (ми цього не робили), наприклад за допомогою:

 over_voltage=2 

Вийдіть з nano та збережіть налаштування, натиснувши Ctrl + X, потім Y і Enter. Щоб активувати прискорення, перезавантажте Pi Zero 2 W:

 sudo reboot 

Після перезавантаження знову запустіть команду терміналу `neofetch`; ви повинні побачити нову швидкість CPU 1,2 ГГц.

Стрес-тестування прискореного Pi Zero 2 W

Якщо ви використовуєте Raspberry Pi OS “Bookworm”, необхідно запустити Stressberry у віртуальному середовищі Python, тому повторно активуйте його:

 cd overclock
source bin/activate

Потім запустіть той же тест Stressberry, що і раніше (з іншою назвою файлу для результату):

 stressberry-run -n "My Test" -d 100 -i 30 -c 4 mytest2.dat 

Цього разу ви побачите, що CPU досягає розігнаної швидкості 1,2 ГГц. Температура також буде вищою — під час наших тестів без додаткового охолодження вона досягла максимуму 67,1°C (152,8°F), що значно нижче 80°C, при яких починається терморегуляція.

Завдяки додатковому охолодженню, такому як вентилятор або радіатор, деяким користувачам вдалося збільшити швидкість процесора до 1,4 ГГц, а графічного процесора до 700 МГц, але результати можуть відрізнятися для різних плат Pi Zero 2 W та методів охолодження.

Якщо прискорення викликає нестабільність системи, варто спробувати менш агресивні налаштування. У деяких випадках Pi Zero 2 W може навіть не завантажитися до робочого столу, зазвичай через недостатню потужність.

Що робити, якщо Pi Zero 2 W не завантажується?

Якщо після зміни параметрів прискорення в `config.txt` Raspberry Pi Zero 2 W не завантажується, не хвилюйтеся. Найпростішим рішенням є утримання клавіші Shift під час завантаження, щоб тимчасово вимкнути прискорення; після цього Raspberry Pi має завантажитися нормально.

Якщо це не допомогло, вимкніть Pi Zero 2 W, вийміть картку microSD та підключіть її (за допомогою USB-картридера) до іншого комп’ютера для редагування файлу `config.txt`. Потім можна змінити параметри прискорення або закоментувати їх, додавши символ # на початку кожного рядка.

Прискорити Raspberry Pi Zero 2 W досить просто

Якщо вам потрібна додаткова обчислювальна потужність для переносного проєкту або системи ретро-ігор, зміна налаштувань конфігурації для прискорення Raspberry Pi Zero 2 W є відносно простою. Для уникнення теплової регуляції SoC бажано використовувати додаткове охолодження.