{"id":7306,"date":"2021-08-11T23:15:57","date_gmt":"2021-08-11T21:15:57","guid":{"rendered":"https:\/\/u-labs.de\/portal\/?p=7306"},"modified":"2022-12-12T20:06:06","modified_gmt":"2022-12-12T18:06:06","slug":"raspberry-pi-geschwindigkeit-messen-mit-diesen-benchmarks-testest-du-wie-schnell-dein-pi-ist","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/u-labs.de\/portal\/raspberry-pi-geschwindigkeit-messen-mit-diesen-benchmarks-testest-du-wie-schnell-dein-pi-ist\/","title":{"rendered":"Raspberry Pi Geschwindigkeit messen: Mit diesen Benchmarks testest du, wie schnell dein Pi ist!"},"content":{"rendered":"

Wie schnell ist dein Raspberry Pi? Dies l\u00e4sst sich mit sogenannten Benchmarks herausfinden: Ein definierter Test ermittelt die Geschwindigkeit und kann genutzt werden, um den Pi mit anderen Ger\u00e4ten zu vergleichen. In diesem Beitrag stellen wir dir mehrere M\u00f6glichkeiten vor, wie du die Geschwindigkeit eines Raspberry Pi messen kannst.<\/p>\n

Grunds\u00e4tzlich kann man zwischen Benchmark-Tools bzw. Paketen und einzelnen Tests unterscheiden. PassMark PerformanceTest<\/strong> testet den Prozessor und Arbeitsspeicher. Der Vorteil hierbei: Es werden nicht nur nackte Messwerte ausgegeben, die der Nutzer selbst verstehen muss, um sie zu bewerten. Sondern es wird ein Score erzeugt, der sich leicht mit anderen Ger\u00e4ten vergleichen l\u00e4sst – etwa dem Prozessor vom eigenen Computer. \u00c4hnlich funktioniert auch Geekbench.<\/p>\n

Dar\u00fcber hinaus lassen sich auch einzelne Tests eigenst\u00e4ndig durchf\u00fchren, einige sogar mit Boardmitteln. Beispielsweise kann das Standard-Linuxprogramm dd <\/strong>die Schreib- und Leserate von Datentr\u00e4gern ermitteln.<\/p>\n

Benchmark-Tools: Speicher und CPU testen<\/h2>\n

PassMark PerformanceTest<\/h3>\n

PassMark ist bekannt von Ihrer Benchmarkseite cpubenchmark.net. Dort kann man Benchmarks verschiedener Ger\u00e4te durchf\u00fchren, haupts\u00e4chlich Prozessoren. Die Ergebnisse sind f\u00fcr jeden einsehbar. Wir laden zun\u00e4chst die PerformanceTest Software<\/a> herunter. F\u00fcr unseren Raspberry Pi wird PerformanceTest Linux ARM 32-bit<\/strong> ben\u00f6tigt. Sofern ihr einen Raspberry Pi 4 besitzt der bereits mit einem 64 Bit Betriebssystem l\u00e4uft, k\u00f6nnt ihr die 64 Bit Version nehmen. Dies macht aber nur Sinn, wenn die gr\u00f6\u00dfte Version mit 8 GB Arbeitsspeicher genutzt wird.<\/p>\n

Ihr k\u00f6nnt das ZIP-Archiv manuell auf den Raspberry Pi \u00fcbertragen, etwa per SFTP. Besitzt der Pi eine Internetverbindung, ist der Download per wget am einfachsten. Es folgt das Entpacken des ZIP-Archives mit unzip:<\/p>\n

wget https:\/\/www.passmark.com\/downloads\/pt_linux_arm32.zip\nunzip pt_linux_arm32.zip<\/code><\/pre>\n
Im gleichen Verzeichnis gibt es nun eine ausf\u00fchrbare Datei namens pt_linux_arm32<\/strong>. Bevor wir diese starten, m\u00fcssen wir eine Abh\u00e4ngigkeit installieren, ohne die das Programm nicht startet:<\/p>\n
sudo apt install libncurses5<\/code><\/pre>\n
Nachdem die Installation mit y<\/strong> best\u00e4tigt wurde, k\u00f6nnen wir das Benchmark-Programm \u00f6ffnen:<\/p>\n
.\/PerformanceTest\/pt_linux_arm32<\/code><\/pre>\n
Auf 64 Bit Systemen kann man einfach 32 durch 64 ersetzen<\/p>\n
wget https:\/\/www.passmark.com\/downloads\/pt_linux_arm64.zip\nunzip pt_linux_arm64.zip\n.\/PerformanceTest\/pt_linux_arm64<\/code><\/pre>\n
Es \u00f6ffnet sich der Startbildschirm. Er zeigt Informationen zu unserem System an und erm\u00f6glicht das Starten beider Tests:<\/p>\n
\"\"<\/a><\/figure>\n
Damit die Ergebnisse aussagekr\u00e4ftig sind, sollte sich der Raspberry Pi im Leerlauf befinden. Das hei\u00dft: Alle Dienste stoppen und falls eine grafische Oberfl\u00e4che installiert ist, auch dort s\u00e4mtliche Anwendungen schlie\u00dfen. Im optimalsten Falle f\u00fchrt man den Test auf einem frisch aufgesetzten<\/em> Pi aus.<\/p>\n
Durch dr\u00fccken von A<\/strong> k\u00f6nnen wir alle Tests starten, also sowohl Prozessor- als auch Arbeitsspeicher-Tests. Dies dauert einige Minuten. Auf einem Raspberry Pi 4 B mit 4 GB Arbeitsspeicher wurden beide Benchmark-Tests nach ca. 4 Minuten abgeschlossen. Sobald dies der Fall ist, sehen wir bei CPU Mark<\/strong> und Memory Mark<\/strong> einen Zahlenwert, statt dem Platzhalter Incomplete<\/em>:<\/p>\n
\"\"<\/a><\/figure>\n
Wer m\u00f6chte, kann mit Y <\/strong>f\u00fcr Yes <\/strong>einwilligen, sein Testergebnis auf cpubenchmarks.net hochzuladen. Wenige Sekunden sp\u00e4ter erscheint ein Link auf der Konsole, Beispiel:<\/p>\n
Results submitted: https:\/\/www.passmark.com\/baselines\/V10\/display.php?id=500454920046<\/p>\n
\"\"<\/a><\/figure>\n
Das Ergebnisfenster in der Konsole des Raspberry Pi k\u00f6nnen wir \u00fcbrigens mit der ESC<\/strong>-Taste oder STRG + C<\/strong> schlie\u00dfen. Der Ergebnis-Link zeigt uns die Daten und Ergebnisse der Messung nochmals an. Prim\u00e4r geht es aber darum, dass die Messwerte in die \u00f6ffentliche Datenbank einflie\u00dfen. Sucht man nach dem Prozessor des Raspberry Pi – Im Falle des 4B ist das ein ARM Cortex-A72<\/a> – sehen wir neben den Daten auf der rechten Seite den Durchschnittswert der Messergebnisse:<\/p>\n
\"\"<\/a><\/figure>\n
Benchmark-Ergebnisse deuten und vergleichen<\/h4>\n
Der Pi4B Prozessor hat 877 Punkte im Benchmark erreicht, im Single-Thread Benchmark immerhin noch 633. Die Seite berechnet hier aus allen Messungen einen Durchschnittswert. Wichtig ist auch die Anzahl der Tests, die wir neben Samples<\/strong> erkennen k\u00f6nnen. Bisher haben lediglich drei Nutzer einen Benchmark erstellt und \u00fcbermittelt. Dementsprechend ist ein solcher Durchschnittswert nat\u00fcrlich weniger aussagekr\u00e4ftig, wie wenn z.B. 100 Messergebnisse vorliegen w\u00fcrden. <\/p>\n
Dass dieser Wert von unserem eigenen gemessenen etwas abweicht, ist normal. Kernel- und Betriebssystemupdates k\u00f6nnen beispielsweise zu Leistungsverbesserungen f\u00fchren – oder manchmal sogar zu Verschlechterungen, wenn wir uns an die Sicherheitsl\u00fccken wie Spectre oder Meltdown erinnern. Deren Behebung reduzierte die Leistung vor allem bei vielen Intel-Prozessoren deutlich. Durch solche Einfl\u00fcsse wird sich auch der eigene Wert ver\u00e4ndern, wenn man den Test einige Zeit sp\u00e4ter erneut durchf\u00fchrt. Sorgen sollte man sich nur dann machen, wenn es zu gr\u00f6\u00dferen Abweichungen kommt.<\/p>\n
In den Testergebnissen sehen wir zwar die Rohwerte. So schafft der Pi beispielsweise 1 Million Primzahlen pro Sekunde zu berechnen, oder \u00fcber 3.500 Millionen ganzzahlige Rechenoperationen. Diese teils sehr unterschiedlichen Disziplinen zu vergleichen ist m\u00fchsam und macht nur dann Sinn, wenn man einen besonderen Fokus auf einzelne Operationen legt, wie etwa bei wissenschaftlichen Berechnungen. <\/p>\n
Ansonsten ist es einfacher und zielf\u00fchrender, den Benchmark-Wert zu vergleichen. Im Folgenden vergleichen wir beispielhaft von links nach rechts einen etwas \u00e4lteren AMD-Prozessor f\u00fcr B\u00fcro-Computer mit nur 2 Kernen, gefolgt vom A72 unseres Raspberry Pi 4 und zum Schluss einen etwas aktuelleren Intel 4-Kern Prozessor, der sich f\u00fcr Office-PCs und kleinere Arbeitsstationen eignet.<\/p>\n
\"\"<\/a><\/figure>\n
Offensichtlich ist der PI hier deutlich langsamer: Selbst der \u00e4ltere 2-Kern AMD erreicht ein 5x schnelleres Ergebnis. Der 4-Kern Intel-Prozessor ist sogar rund 9 Mal schneller.<\/p>\n
Geekbench<\/h2>\n
Eine recht junge Alternative ist Geekbench, zumindest was den Raspberry Pi angeht: Die ARM-Version ist erst seit Anfang 2021 verf\u00fcgbar und befindet sich im Vorschau-Stadium. Grunds\u00e4tzlich ist das Funktionsprinzip gleich: Eine Reihe von Tests ergeben einen Score f\u00fcr den Prozessor. Geekbench testet hierbei sowohl die Einzelkern- als auch die Mehrkernleistung. Allerdings ist die Skala eine andere. Die Werte von PassMark\/cpubenchmark.net und Geekbench k\u00f6nnen daher nicht direkt miteinander verglichen werden, dies ist nur innerhalb des jeweiligen Benchmarksystemes m\u00f6glich.<\/p>\n
Geschwindigkeit der SD-Karte und weiterer Laufwerke (z.B. USB-Festplatten) messen<\/h2>\n
Die bisherigen L\u00f6sungen konzentrieren sich auf Prozessor und Arbeitsspeicher. Wer beispielsweise einen Dateiserver oder eine Cloud betreiben m\u00f6chte, will aber eher wissen, wie schnell die Karte bzw. seine Festplatten sind. <\/p>\n
SD-Karte des Raspberry Pi messen<\/h2>\n
Nun kann der Schreibtest beginnen: Wir erstellen im Home-Verzeichnis eine Datei namens test<\/strong>, darin werden 25.000 Bl\u00f6cke mit jeweils 8.000 Bytes L\u00e4nge geschrieben. Bei einer Standard-Installation wird dadurch die Speicherkarte testet. Selbstverst\u00e4ndlich kann man diesen Pfad flexibel \u00e4ndern, um etwa die Geschwindigkeit einer angeschlossenes USB-Festplatte zu messen. Wichtig: Der aktuelle Nutzer muss dort Schreibrechte besitzen. Immer eine Datei angeben, die nicht existiert bzw. \u00fcberschrieben werden kann. Nat\u00fcrlich sollte auf dem jeweiligen Datentr\u00e4ger auch genug freier Speicher verf\u00fcgbar sein.<\/strong><\/p>\n
$ dd if=\/dev\/zero of=~\/test bs=8k count=25k conv=fsync\n25600+0 records in\n25600+0 records out\n209715200 bytes (210 MB, 200 MiB) copied, 11.623 s, 18.0 MB\/s<\/code><\/pre>\n
200 MB wurden in 11,6 Sekunden mit einer Geschwindigkeit von 18 MB\/s geschrieben. Wird die Blockgr\u00f6\u00dfe erh\u00f6ht, steigt dies noch einmal deutlich. Im folgenden Beispiel nutzen wir 1 MB Blockgr\u00f6\u00dfe statt 8 KB:<\/p>\n
$ dd if=\/dev\/zero of=test bs=1M count=200\n200+0 records in\n200+0 records out\n209715200 bytes (210 MB, 200 MiB) copied, 7.54357 s, 27.8 MB\/s<\/code><\/pre>\n
Um die Lesegeschwindigkeit zu ermitteln, nutzen wir einfach die soeben erstellte Testdatei als Eingangsdatei. Um eine Verf\u00e4lschung zu vermeiden ist es notwendig, die Zwischenspeicher (Caches) tempor\u00e4r zu deaktivieren. Ansonsten speichert das Betriebssystem Teile der Daten in anderen, schnelleren Speichern, wie dem Arbeitsspeicher. Dies w\u00fcrde uns weit bessere Werte anzeigen, als die Karte tats\u00e4chlich liefern kann.<\/p>\n
$ sync; sudo sysctl -w vm.drop_caches=3\n$ dd if=~\/test of=\/dev\/zero bs=8k count=25k\n12800+0 records in\n12800+0 records out\n104857600 bytes (105 MB, 100 MiB) copied, 2.45229 s, 42.8 MB\/s\n<\/code><\/pre>\n
Rund 43 MB\/s sind ein ordentlicher Wert. Damit wird der Raspberry Pi definitiv nicht auf Probleme sto\u00dfen – f\u00fcr den Pi wird eine Karte mit der A1 Spezifikation empfohlen, die mindestens 10 MB\/s schreibt. H\u00f6here Werte sind nat\u00fcrlich prinzipiell nie schlecht. Zumal bei SD-Karten die Schreibgeschwindigkeit mit der Zeit durch zunehmende Alterung eher abnimmt.<\/p>\n
Wie schnell sind an den Raspberry Pi angeschlossene Festplatten?<\/h3>\n
Die Lesegeschwindigkeit von Festplatten l\u00e4sst sich einfach \u00fcber das Programm hdparm <\/strong>ermitteln. Es lie\u00dft nicht nur technische Daten und SMART-Werte von Festplatten aus, sondern kann auch die Geschwindigkeit testen. Ein Vorteil dabei: Es kann den Cache der Platte selbst (nicht den oben bereits deaktivierten vom Betriebssystem) f\u00fcr die Messung ein- oder ausschalten. Denn auch der beeinflusst das Ergebnis deutlich, ist aber nicht aussagekr\u00e4ftig – schlie\u00dflich kann der Cache ja nicht immer (voll) genutzt werden.<\/p>\n
Wir pr\u00fcfen daher zun\u00e4chst, wie unsere Festplatte hei\u00dft. Standardm\u00e4\u00dfig finden wir die erste unter \/dev\/sda<\/strong>, wobei der letzte Buchstabe entsprechend erh\u00f6ht wird – die zweite Festplatte erh\u00e4lt sdb<\/strong>, die dritte sdc <\/strong>und so weiter. Gerade wenn man mehrere Festplatten angeschlossen hat, macht es Sinn, vorher mit lsblk <\/strong>nachzuschauen:<\/p>\n
$ lsblk\nNAME        MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINT\nsda           8:0    0 465.8G  0 disk\n\u2514\u2500sda1        8:1    0 465.8G  0 part \/media\/pi\/1C98FF0A98FEE166\nmmcblk0     179:0    0  29.7G  0 disk\n\u251c\u2500mmcblk0p1 179:1    0   256M  0 part \/boot\n\u2514\u2500mmcblk0p2 179:2    0  29.5G  0 part \/\n<\/code><\/pre>\n
\u00dcber den Parameter -tT<\/strong> lassen wir hdparm <\/strong>jeweils einen lesenden Test mit und ohne Datentr\u00e4gercache ausf\u00fchren: <\/p>\n
$ sudo hdparm -tT \/dev\/sda\n\n\/dev\/sda:\n Timing cached reads:   1516 MB in  2.00 seconds = 758.59 MB\/sec\n Timing buffered disk reads: 364 MB in  3.01 seconds = 121.10 MB\/sec<\/code><\/pre>\n
Mit Cache erreichen wir bei dieser schon \u00e4lteren Festplatte traumhafte 758 MB\/s. Ohne ihn sind es 121 MB\/s, was der Realit\u00e4t im Alltag schon deutlich n\u00e4her kommen d\u00fcrfte. Am interessantesten ist daher der zweite Wert ohne Zwischenspeicher.<\/p>\n
Um auch noch die Schreibgeschwindigkeit zu testen, muss die Festplatte eingeh\u00e4ngt und beschreibbar sein. Dann k\u00f6nnen wir mit dd <\/strong>wieder Testdateien schreiben und messen. Da HDDs und vor allem SSDs in der Regel deutlich h\u00f6here Schreibraten aufweisen, macht es Sinn, hier nicht nur kleinere Bl\u00f6cke sondern auch gr\u00f6\u00dfere Dateien zu schreiben:<\/p>\n
$ dd if=\/dev\/zero of=\/hdd\/test bs=8k count=50k conv=fsync\n51200+0 records in\n51200+0 records out\n419430400 bytes (419 MB, 400 MiB) copied, 3.715 s, 113 MB\/s\n\n$ dd if=\/dev\/zero of=\/hdd\/test bs=1G count=3 conv=fsync\n3+0 records in\n3+0 records out\n3221225472 bytes (3.2 GB, 3.0 GiB) copied, 30.8547 s, 104 MB\/s<\/code><\/pre>\n
Grunds\u00e4tzlich sollte man Benchmarks nicht um des Benchmarks willen durchf\u00fchren bzw vergleichen, sondern sich immer die Frage stellen: Welche Leistung ben\u00f6tige ich? Um z.B. Filme anzuschauen reicht ein Raspberry Pi v\u00f6llig aus, dies gilt eben so f\u00fcr viele weitere Anwendungsf\u00e4lle wie ein Mini-NAS oder Server. Braucht es dagegen viel Leistung, ist er das falsche Werkzeug.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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