{"id":11284,"date":"2023-10-08T17:33:03","date_gmt":"2023-10-08T15:33:03","guid":{"rendered":"https:\/\/u-labs.de\/portal\/?p=11284"},"modified":"2024-01-04T02:47:42","modified_gmt":"2024-01-04T00:47:42","slug":"raspberry-pi-5-ubertakten-so-viel-schneller-kann-er-werden","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/u-labs.de\/portal\/raspberry-pi-5-ubertakten-so-viel-schneller-kann-er-werden\/","title":{"rendered":"Raspberry Pi 5 \u00dcbertakten: So viel schneller kann er werden"},"content":{"rendered":"

Seit es Computer gibt, fragen sich viele Enthusiasten: Wie kann man mehr aus ihnen herausholen? Durch \u00dcbertakten wird vorhandene Hardware schneller, ohne mehr Geld f\u00fcr st\u00e4rkere Prozessoren ausgeben zu m\u00fcssen. Manche motiviert dieser praktische Nutzen. Andere dagegen m\u00f6chten sich mit der Technik besch\u00e4ftigen, um ihre Grenzen auszuloten. Dazwischen befindet sich der Versuch, den neuen Raspberry Pi 5 Einplatinencomputer<\/a> zu \u00fcbertakten.<\/p>\n

Wie funktioniert \u00dcbertakten?<\/h2>\n

Vor allem Prozessoren werden \u00fcbertaktet. Sie f\u00fchren die Software auf einem Ger\u00e4t haupts\u00e4chlich aus, daher macht sich ihre Arbeitsgeschwindigkeit oft am st\u00e4rksten bemerkbar. In Gigaherz (GHz) gibt man an, wie viele Takte bzw. Zyklen vom Prozessor pro Sekunde durchgef\u00fchrt werden k\u00f6nnen. Im Raspberry Pi 5 ist ein ARM Cortex-A76 mit 2,4 GHz pro Kern, das hei\u00dft: Dieser Prozessor kann 2,4 Milliarden Takte in einer Sekunde ausf\u00fchren. Jeder Takt muss nicht zwingend f\u00fcr eine Anweisung stehen. Je nach Prozessor und Architektur wird eine Anweisung in mehreren Takten ausf\u00fchrt, oder sogar umgekehrt mehrere Anweisungen pro Takt. Innerhalb der gleichen Marke und Generation steht eine h\u00f6here Taktfrequenz in der Regel f\u00fcr mehr Leistung. Au\u00dferhalb nicht zwingend, zumal dies nicht das einzige Kriterium f\u00fcr Geschwindigkeit ist: Anzahl der Kerne, Cache, Architektur spielen ebenfalls eine Rolle.1<\/a><\/sup><\/p>\n

Beim \u00dcbertakten haben wir darauf jedoch keinen Einfluss mehr und k\u00f6nnen nur den Takt erh\u00f6hen, wie das Wort bereits erahnen l\u00e4sst. M\u00f6glicherweise ist auch eine h\u00f6here Spannung notwendig, um das System stabil zu halten.2<\/a><\/sup> Grunds\u00e4tzlich k\u00f6nnen andere Komponenten ebenfalls \u00fcbertaktet werden, etwa Arbeitsspeicher oder Grafikkarte. Fr\u00fcher oder sp\u00e4ter wird man damit an Grenzen sto\u00dfen: Durch mehr Leistung entsteht eine h\u00f6here Abw\u00e4rme. Sp\u00e4testens ab einem gewissen Grad der \u00dcbertaktung muss die K\u00fchlung erweitert werden. Die Stromversorgung sollte nicht zu knapp bemessen sein. Zusammen mit h\u00f6heren Spannungen belastet das die Komponenten st\u00e4rker.<\/p>\n

An der Belastungsgrenze<\/h2>\n

Ein St\u00fcck weit ist das sicher einkalkuliert, wie (zumindest hierzulande) bei wohl allen Produkten \u00fcblich: Dieses aufblasbare Schwimmtier zum Beispiel ist laut Hersteller<\/a> f\u00fcr bis zu 40kg Gewicht ausgelegt. Wird es direkt platzen, wenn sich jemand mit 50kg, 60kg oder sogar mehr darauf setzt? Wahrscheinlich nicht, wie mehrere in den Kommentaren best\u00e4tigen. Man wei\u00df jedoch nicht genau, wo der Sicherheitspuffer endet: Platzt es bei 70kg? Oder erst bei 100kg? Vielleicht sind es tats\u00e4chlich 100kg, aber die Lebensdauer verk\u00fcrzt sich schon ab z.B. 60kg dauerhafter Belastung.<\/p>\n

Mit beidem muss gerechnet werden, wenn man etwas au\u00dferhalb seiner Spezifikation benutzt. Der Hersteller wird sich etwas dabei gedacht haben und nur weil auf den ersten Blick mehr funktioniert, muss das nicht zwingend optimal sein. Vielleicht hat er z.B. herausgefunden, dass 70kg tats\u00e4chlich kein Problem sind – aber unter Umst\u00e4nden eines werden: Etwa, wenn eine schwerere Person darauf sitzt, w\u00e4hrend zwei leichtere durch die Verteilung m\u00f6glich sind. Die 40kg k\u00f6nnen daher eine Vereinfachung sein: Damit geht es immer.<\/p>\n

Etwas \u00e4hnliches haben wir bei Computern bzw. deren Prozessoren. Die kann man oft sogar recht stark \u00fcbertakten, aber: Wie sieht es mit der dauerhaften Stabilit\u00e4t aus? Nur weil es auf den ersten Blick funktioniert, hei\u00dft das ja nicht, dass ein System damit stundenlang l\u00e4uft. Und wie hoch ist die Temperatur unter Vollast? All das sehe ich nicht sofort, sondern muss es erst ausprobieren. Unter Umst\u00e4nden wird mein System instabil oder sogar besch\u00e4digt, wenn man es zu stark \u00fcbertaktet. Egal, ob man einen Schwimmring \u00fcberlastet oder eine CPU \u00fcbertaktet: Man sollte stets langsam in m\u00f6glichst kleinen Schritten vorgehen, nicht gleich von 2,4 auf 3GHz. Dabei beobachten, mit Problemen rechnen und es nicht zu sehr \u00fcbertreiben.<\/p>\n

\u00dcbertakten des Raspberry Pi 5 ausprobiert<\/h2>\n

Den Raspberry Pi kann man ebenfalls \u00fcbertakten, das ist nicht neu. Der Raspberry Pi 4 wurde Ende 2021 sogar offiziell von 1,5GHz auf 1,8GHz \u00fcbertaktet.3<\/a><\/sup> Wie sieht es mit dem Nachfolger aus? TomsHardware hat es ausprobiert,4<\/a><\/sup> und zwar mit Prozessor und Grafikprozessor: Die VideoCore VII GPU konnte von 0,8GHz auf 1,1GHz \u00fcbertaktet werden. Beim Cortex-A76 sogar von 2,4GHz auf 3,0GHz. Daf\u00fcr wurde lediglich der Takt in der config.txt Datei erh\u00f6ht, ohne Ver\u00e4nderungen der Spannung.<\/p>\n

Wie zuvor schon erw\u00e4hnt, steigt dabei grunds\u00e4tzlich die Leistungsaufnahme. In diesem Falle auf 10 Watt unter Vollast. Mit dem offiziellen K\u00fchler bewegte sich die Temperatur unter Last zwischen 69 und 74\u00b0C, im Leerlauf bei etwa 46\u00b0C. Ihn passiv zu k\u00fchlen sei durch die \u00dcbertaktung nicht mehr m\u00f6glich. Trotz der deutlich h\u00f6heren Taktfrequenz soll der Raspberry Pi 5 dabei weitgehendst stabil. Bei einem einzelnen Redakteur fror der Pi w\u00e4hrend eines Benchmarks mehrmals ein. Bei einem 5-Min\u00fctigen Stresstest war dies jedoch nicht der Fall. Es bleibt somit unklar, ob dieses Problem m\u00f6glicherweise an der Software liegt.<\/p>\n

Wie viel schneller ist ein \u00fcbertakteter Raspberry Pi 5 grafisch?<\/h2>\n

Schon die M\u00f6glichkeit ist interessant. Noch interessanter finde ich, wie viel das an tats\u00e4chlicher Leistung in der Praxis ausmacht. Auch das wurde bei TomsHardware getestet. F\u00fcr den Grafikprozessor haben sie zwei Szenarien: Einmal auf YouTube den beliebten Testfilm Big Buck Bunny in 1080p mit 60 Bildern\/Sekunde abgespielt, jeweils einmal mit Firefox und Chromium. Dabei wurde die Zahl der Framedrops w\u00e4hrend einer Minute Video gemessen. Dabei findet f\u00fcr einen kurzen Moment kein Bildwechsel statt, die Bildfrequenz bricht ein. Das sieht so aus, als ob das Bild einfriert oder ruckelt. Man m\u00f6chte also m\u00f6glichst wenig davon haben, um einen fl\u00fcssigen Film zu sehen. <\/p>\n

Hier gibt es zwei \u00fcberraschende Ergebnisse: Die Framedrops sind auf 1,0GHz und 1,1GHz GPU-Takt deutlich gestiegen, im Vergleich zum Standardtakt. Das \u00dcbertakten hat die Leistung somit nicht nur nicht verbessert, sondern sogar verschlechtert. In allen drei Szenarien (0,8\/1,0\/1,1GHz) waren die Framedrops in Chromium deutlich h\u00f6her. Selbst ohne \u00dcbertaktung sind es dort mehr als 3x so viele, als bei Firefox. An eine fl\u00fcssige Wiedergabe d\u00fcrfte in Googles Browser nicht zu denken sein, wenn nur etwas mehr als die H\u00e4lfte aller Einzelbilder vern\u00fcnftig ankommen.<\/p>\n

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\"\"<\/a><\/figure>\n<\/div>\n

Im zweiten Grafikszenario wurde ein Spiel emuliert: ReDream Sega Dreamcast blieb mit einer Aufl\u00f6sung von 2560 x 1440 bei 59\/60 Bildern pro Sekunde. Hier liegt jedoch die Vermutung nahe, dass entweder vom Spiel oder Emulator her auf 60 fps beschr\u00e4nkt wird.<\/p>\n

Die \u00dcbertaktung des Prozessors von 2,4GHz auf 3,0GHz brachte beim Komprimieren mit 7-Zip eine Verbesserung von 8%, w\u00e4hrend es beim Auspacken sogar 20% sind. Das ist ein Beispiel-Szenario – wie viel mehr Leistung man schlussendlich erh\u00e4lt, variiert je nach Anwendung und Anwendungsfall.<\/p>\n

Fazit<\/h2>\n

Wer sich vom \u00dcbertakten der GPU mehr Leistung f\u00fcr grafische Anwendungen oder Spiele erhofft, wird wahrscheinlich entt\u00e4uscht – zumindest legen das diese beiden Szenarien nahe. M\u00f6glicherweise sieht es mit anderen Programmen besser aus, wenngleich hier keine Wunder zu erwarten sind. Beim Prozessor liegt der Leistungsgewinn mit 8% bis 20% in einem sp\u00fcrbaren Bereich, zumindest in 7-Zip. In synthetischen Benchmarks sind es sogar bis zu 25%. Mit ausreichender K\u00fchlung ist das eine interessante M\u00f6glichkeit, um bei Bedarf die Leistung des Raspberry Pi 5 weiter zu steigern.<\/p>\n

Quellen<\/h2>\n
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  1. https:\/\/www.intel.de\/content\/www\/de\/de\/gaming\/resources\/cpu-clock-speed.html \u21a9\ufe0e<\/a><\/li>\n
  2. https:\/\/www.intel.de\/content\/www\/de\/de\/gaming\/resources\/how-to-overclock.html \u21a9\ufe0e<\/a><\/li>\n
  3. https:\/\/www.raspberrypi.com\/news\/bullseye-bonus-1-8ghz-raspberry-pi-4\/ \u21a9\ufe0e<\/a><\/li>\n
  4. https:\/\/www.tomshardware.com\/news\/overclocking-raspberry-pi-5 \u21a9\ufe0e<\/a><\/li>\n<\/ol>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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