Raspberry Pi 4’ün performansını hız aşırtma ile nasıl ciddi ölçüde artırabileceğinizi anlatıyoruz.

Raspberry Pi, sadece kredi kartı boyutlarında bir bilgisayar. Ufak olmasına karşın günlük pek çok işinizi halledebiliyorsunuz. Oturma odanızda TV’nize bağlayıp kullanabileceğiniz bir medya sistemi, ya da çocukluk anılarınızı yaşayabileceğiniz bir emülasyon üssüne dönüşebiliyor. Super Nintendo, Gameboy, Playstation gibi eski konsolların oyunlarını oynayabiliyorsunuz. Programlamayı çocuklara öğretmek için dünyanın dört bir yanında kullanılan Raspberry Pi, hobi elektroniğini, mekatroniği ve programlamayı seven insanların ürettiği pek çok projeye de ev sahipliği yapıyor.

Kullanıcıların bu platformdaki esneklikten yararlanmasını sağlayan sayısız aksesuar var. Ayrıca yazılımıyla da uğraşarak yapabilecekleriniz de sizin hayal gücünüze kalmış. Bizim hayalimiz her zaman daha fazla performans, işte bu yüzden bu rehberi hazırladık. 2020’de 4. modeli çıkan tek kartlı bilgisayarın elimizde 4 GB versiyonu var. Biz bunun işlemci voltajını artıracak ve üzerine çok güçlü bir soğutucu takarak hız aşırtma yaptığımızda ne olacağına, limitleri nereye kadar zorlayabileceğimize bakacağız. 

Doğal olarak bunun sonucunda uygulamalarda bir hızlanma görebilecek miyiz, merak ediyoruz. Bunun için de Raspberry Pi 4’te çalıştırabileceğimiz OpenGL tabanlı harika bir 3D benchmark aracı olan GeeXLAB’i kurup, birlikte gelen çeşitli demoları çalıştıracağız.

Donanım Özellikleri

Raspberry Pi 4 modelinde Broadcom BCM2711 yongası kullanılıyor. ARM Cortex -A72 mimarisini kullanan, 1.5Ghz frekansında çalışan 4 çekirdekli bir işlemci. Bir de bu yongaya gömülü olarak yine Broadcom’un patentli GPU’su VideoCore VI mevcut. Bu GPU da 500Mhz frekansında.

Raspberry Pi barındırdığı çift micro HDMI portuyla, iki monitöre birden aynı anda 4K görüntü çıkışı verebiliyor. 4K/60 FPS, 10 bit H.264 ve H.265 ile kodlanmış videoları oynatabiliyor. 

Bellek olarak LPDDR4 teknolojisini kullanan bilgisayar, USB 3.0, 5Ghz AC Wi-fi, Gigabit Ethernet gibi gelişmiş bağlantı özelliklerine de sahip. Kutudan çıktığı haliyle onunla yapmak isteyebileceğiniz hemen her şeye yetecek kadar güçlü yani.

Hız Aşırtma için Soğutma Gerekli

Raspberry Pi 4’e hız aşırtmaya başlamadan önce ilk ihtiyacımız olan şey bir soğutma çözümü ve iyi bir güç adaptörü. Güç adaptörü olarak 5v 3.5A sağlayabilen Raspberry Pi resmi adaptörünü kullandık. Normal kullanımda bir soğutucuya ihtiyaç duymayan Pi 4, yoğun hesaplama gereken iş yüklerinde 85 dereceyi aşarsa hızını 600 Mhz’e frenliyor.

Biz sınırları zorlamayı istediğimiz için soğutucusuz bu işe girişirsek yangın çıkması bile olası. Bu yüzden siz de dikkatli olun ve önlemlerinizi alın. Biz gidip Raspberry Pi 4 için çıkmış en abartı soğutucu olan Ice Tower’ı edindik. Ice Tower, Raspberry Pi form faktörüne uygun tasarlanmış çekirdek temaslı, ısı borulu, kule tipi bir hava soğutucusu. Üstelik otomatik rengi değişen RGB fanı bile var.

Tabii ki ben bu soğutucunun montaj metoduna ve fanına bir takım modifikasyonlar yapıp zaten iyi olan soğutmasını uç seviyelere çıkardım. Bunu da kendi YouTube kanalım olan Meraklı Maymun’da bu soğutucuyu incelediğim videomda ayrıntılı anlattım.

Hız Aşırtma İşlemi

Raspberry Pi’a hız aşırtmak için /boot/config.txt dosyasına istediğimiz işlemci ve gpu çalışma frekansını ve ön tanımlı voltaj seviyesini giriyoruz. 

Terimler ve karşılıkları:

“over_voltage” : Normalin üzerinde voltaj seviyesi. 2,4,6 ve 8 girebilirsiniz.
“arm_freq”: Hız aşırtmak istediğiniz işlemci frekansı.
“gpu_freq”: Hız aşırtmak istediğiniz GPU frekansı.

Gördüğünüz gibi ben buraya stabil çalıştığından emin olduğum hız aşırtma değerleri olan 2Ghz CPU, 750Mhz GPU’yu girdim. Sonra yavaş yavaş bu değerleri artırarak elimdeki Pi4’ün çıkabileceği maksimum değerleri aramaya başladım. 

Bu amaçla daha önceden girmiş olduğum voltaj değerini de 6’dan 8’e çıkarıyorum. Voltaja direk müdahale edemiyoruz. Raspberry Pi’ın mühendisleri 2,4,6,8 gibi ön tanımlı sayılarla daha güvenli şekilde voltajı ayarlamamızı sağlamışlar.

Sistem başlangıçta kernel hatası vermeden ulaşabildiğim en yüksek CPU frekansı 2130 Mhz oldu. Yani 630 Mhz’lik devasa bir işlemci hız aşırtması yaptım ki bu da %42’lik inanılmaz bir frekans artışına tekabül ediyor. 

GPU’yu da 25’er Mhz artırıp 3D stabilite testleri yaptırdım. 950 Mhz’e kadar böyle gelip 1Ghz’e sıçramaya yapayım dedim, ancak sistem açılmadı. Frekansı 975 Mhz’e çekince de ekranda birşeylerin yolunda gitmediğini gösteren bozulmalar gördüm.

Sonuçta 950 Mhz’de kalmaya karar verdim. Yani GPU’ya da 450 Mhz, stok frekansın neredeyse 2 katı hız aşırtma yapmış oldum. Bu da Raspberry Pi 4’ün aslında ne kadar büyük bir hız aşırtma potansiyeli olduğunu ve fabrika çıkışlı saat frekanslarının ne kadar tutucu olduğunu gözler önüne seriyor.

Fabrika Hızları Neden Düşük?

Bunun ardında çeşitli sebepler var. Raspberry Pi derneği bilgisayarın maliyetini gereksiz yükseltmemek ve maddi durumu iyi olmayanlara da erişilebilir kılmak önceliğiyle hareket ediyor. 4 GB modeller çıkmadan önce bilgisayarın fiyatı 35 doları hiç aşmamıştı.

Bugünse 2 GB modeli 35 dolara, 4 GB modeli de 55 dolara alabiliyorsunuz. Bu sebeple üretici perspektifinden baktığınızda çalışma frekanslarını ve voltajı kabul edilebilir seviyelerde tutup, bilgisayarı bir soğutucu maliyetinden kurtarmak daha akıllıca bir çözüm. 

Sonuçta kimse Raspberry Pi’ı yüksek performans ve yüksek hesaplama gerektiren uygulamalarda kullanmıyor. Zaten bunun için Intel ve AMD işlemciler var.

Bir başka sebep de aksesuar uyumluluğu. Yıllardır Raspberry Pi aynı fiziksel ölçülerde çıkıyor ve gerek resmi aksesuarlar gerekse de üçüncü parti üreticilerin aksesuarları buna göre tasarlanmış. Eğer Raspberry Pi bir soğutucu ile gelirse, bu aksesuarların önemli bir kısmının yeni model ile kullanılamaz olma riski var.

Test Sonuçları

Testlere gelirsek, en yüksek stabil frekanslardan emin olduktan sonra az önce de bahsettiğim GeeXLAB’in 3D demolarını teker teker çalıştırıp GPU’yu bunlarla test ettim.

Voltajı bu kadar dayayıp, frekansları tavan yaptırdık ama sıcaklıklar ne alemde? Ekran görüntülerinde zaten görebildiğiniz gibi sıcaklık maksimum 41 dereceye kadar çıktı. Salt masaüstü bilgisayar perspektifinden bakan birisi için muhtemelen sihir gibi bir şey bu sıcaklıklar. Genellikle tek kartlı bilgisayarları soğutmak için ucuz küçük alüminyum ısı dağıtıcılar kullanılıyor. Eğer bunlardan kullansaydık muhtemelen 90 derece üzerini görmüştük. 

Gerçek Oyun Testleri

Sentetik testlerde sonuçlar böyleyken, bu performansla ne tür oyunlar oynayabiliriz Raspberry Pi üzerinde? Akla ilk gelen Minecraft oluyor. Minecraft’ın tam sürümünü bugün yaklaşık 10 dakikalık bir uğraşla Rasperry Pi 4’e kurabiliyorsunuz. 

Quake 3 Arena akla gelen bir başka oyun. Ancak bu ikisi buzdağının sadece görünen kısmı. Çünkü Raspberry Pi oyunculuk konusunda daha çok emülasyon üssü olarak kullanılıyor. Bu iş için özel tasarlanmış Lakka ve RetroPie isimli iki işletim sistemi en çok tercih edilenlerden. 

Kablolu ya da kablosuz oyun kolunuzu bağlayıp, oyunların .ROM dosyalarını Raspberry Pi’a kopyalar kopyalamaz bunları oynamaya hazırsınız. Bunu Raspberry Pi 3 üzerinde nasıl yapacağınızı anlattığımız bir rehberimizi YouTube kanalımızda bulabilirsiniz.

Emülasyonlar söz konusu olduğunda işlemci ve GPU hızı çok büyük fark yaratıyor. NES ve Süper NES oyunları genellikle 60 FPS’de çalışsa da, Playstation 1 ve 2 gibi daha güncel konsol oyunlarını emüle ederken Raspberry Pi 3’te takılmalar görüyorduk. Stok haliyle bile Raspberry Pi 3’ten oldukça hızlı olan Pi4, üstüne bir de hız aşırtılınca birçok oyunun akıcı şekilde oynanmasını sağlayacaktır. 

Sonuç Değerlendirmesi

Evet Raspberry Pi 4’ün sınırlarını zorlayıp işlemcisini 2130 Mhz’e, GPU’sunu da 950 Mhz’e kadar hız aşırdık. Bunu yük altında sadece 41 derece görmemizi sağlayan bu minik ama güçlü soğutucu sayesinde başardık. Bu minyatür bilgisayarımız, 10 yıl önce çıkan giriş seviyesi işlemcilere sahip ofis kasalarından bile hızlı oldu. 

İyice güçlenen Raspberry Pi 4 ile yapmamızı istediğiniz ilginç fikirleriniz varsa yorumlarda mutlaka yazın. Siz sormadan ben söyleyeyim, Crysis’i henüz çalıştıracağını sanmıyorum. Sanırım onun için Raspberry Pi 8’i beklemek gerekecektir.