Zum Zeitpunkt dieses Schreibens kostet ein Raspberry Pi 5 mit 8 GB 95 Euro. Das ist kein besonders guter Preis, aber wir können ihn auch nicht als prohibitiv bezeichnen, wenn wir bestimmte Aktivitäten in Betracht ziehen. Eine davon ist das Übertakten: Viele Enthusiasten haben beschlossen, die Vorzüge des Mini-Computers unter extremen Bedingungen mit flüssigem Stickstoff und direkten Modifikationen an der Leiterplatte zu erkunden. SkatterBencher auf YouTube hat kürzlich einige Tests durchgeführt und dabei beachtliche 3,6 GHz erreicht.
Erinnern wir uns kurz: Der Raspberry Pi 5 debütierte im September/Oktober 2023 mit 4 und 8 GB RAM. Im August kam eine günstigere Variante mit 2 GB auf den Markt, aber der Rest der Hardware blieb unverändert. Sein SoC ist ein Broadcom BCM2712 mit vier Cortex-A76-Kernen bei 2,4 GHz, was ihn logischerweise zum schnellsten der Serie macht … aber bei all dieser Leistung wollen einige Benutzer noch schneller gehen, und das führt uns zum Übertakten.
Vor ein paar Monaten erreichte SkatterBencher auf YouTube 3 GHz auf dem RPi 5 mit Luftkühlung. Offensichtlich erforderte das Verfahren mehrere Anpassungen und einen zusätzlichen Lüfter, aber das ist gar nicht schlecht für eine konventionelle Kühlstrategie. Nun, was wäre die Grenze des Raspberry Pi 5 bei exotischeren Methoden wie flüssigem Stickstoff …?
Raspberry Pi 5 + flüssiger Stickstoff
Das allgemeine Design des Raspberry Pi 5 verhindert die Installation traditioneller „Töpfe“, aber SkatterBencher fand eine Alternative, die kompakt und schwer genug ist, um auf dem Chip zu „sitzen“. Die gute Nachricht ist, dass er nicht lange brauchte, um 3,6 GHz zu erreichen, aber die schlechte Nachricht ist, dass jeder Versuch, auf 3,7 GHz zu steigen, in einem Absturz endete. Der Raspberry Pi 5 verwendet die neueste Version des Raspberry Pi OS und verfügt außerdem über den NUMA-Patch, der die Leistung verbessert. SkatterBencher erhöhte auch die Spannungen an mehreren Schienen, aber das Silizium weigerte sich zu kooperieren.
Das eigentliche Problem ist, dass diese SoCs ihre Leistung mit Spannung und Temperaturregelung skalieren sollten. Der RPi5 findet eine gewisse Instabilitätsphase unter -90 Grad Celsius, aber beim Versuch, jegliche Details zur Spannung auszuschließen, suchte SkatterBencher eine Lösung im Modul ElmorLabs AMPLE-X1, einem kleinen Monstrum, das 45 A zwischen 0,6 und 5 V erzeugen kann, und dessen Installation eine größere Operation am Raspberry Pi 5 erfordert. Leider half auch das nicht.
Die letzte Anpassung bestand darin, den integrierten Oszillator (54 MHz) durch eine variable und externe Version zu ersetzen. SkatterBencher stellte fest, dass die Obergrenze bei 56 MHz liegt, aber durch die Reduzierung der Frequenz auf 46 MHz konnte er einen Takt von 4 GHz vortäuschen. Warum „vortäuschen“? Weil der Referenztakt des Oszillators niedriger ist: 4000 x 46 / 54 = 3407 MHz real.
Zusammenfassend erreicht das Übertakten eines Raspberry Pi 5 mit flüssigem Stickstoff 3,4 GHz in Benchmarks und 3,6 GHz als absolutes Maximum. Jeff Geerling erreichte 3,4 mit Luft, daher ist es offensichtlich, dass die Silizium-Lotterie hier eine sehr wichtige Rolle spielt. In jedem Fall sind 1200 MHz über der Basis ein bemerkenswertes Ergebnis.
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