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比前一代快多少?第五代樹莓派效能數據揭露

   

作者:陸向陽

第五代樹莓派(Raspberry Pi 5, RPi 5)官方預計賣60美元(4GB RAM)與80美元(8GB RAM),比前一代相同RAM容量的55美元、75美元貴個5美元,但貴這5美元是否值得呢?

由於樹莓派基本上仍是桌上型,桌上型運算系統多講究價格效能比(Cost-Performance Ratio, CP Ratio,或稱性能價格比、性價比),而行動裝置比較重視每瓦效能(Per Watt Performance)表現,所以已經有各方單位對RPi 5進行各種效能測試,用各種標竿、基準(benchmark)軟體來測,以下就來解析這些數據,從中研判合算性,供各方創客Maker參考。

Geekbench單核測試

依據樹莓派公司官方部落格Alasdair Allan所揭露,用Geekbench 6.2內部版來測試,在單核條件下的測試,RPi 5至少是RPi 4的2.24倍效能,分數為764分比340分。

這裡頭需要解釋,RPi 5可以用新的64位元版樹莓派作業系統,新版使用16KB的虛擬記憶體分頁,舊版則使用4KB,新版也可以用4KB分頁,以達到跟舊版32位元間較佳的相容性,反之16KB理論上會有較差的效能但較佳的效能。

事實上正因為要測試16KB分頁模式,所以才需要內部版的Geekbench,不然一般公開版即可。不過實際測試的結果,16KB只比4KB快一點點,分數為774分,因此現階段沒必要為那一點點效能增幅而換用16KB分頁,除非是毫無包袱全新使用。

另外要說的是,每次測試數據總會有些出入,大概是正負6分,而且需要調整一些設定,例如關閉軟體更新查核,或不同的記憶卡,還有RPi 5一定要用風扇散熱,不同的風扇也可能是變因。

圖1 Geekbench測試RPi 5、RPi 4的單執行緒效能(資料來源:樹莓派官網)

Geekbench多核測試

單核測試是最具普遍參考價值的,畢竟不是所有軟體都支援多核,但一定會用到單核。不過支援多核的軟體也開始增多,所以多核也幾乎成了必測項,官方揭露的數據結果是723分對1604分,RPi 5是RPi 4的2.21倍,增速效果與單核條件近似。

比較有趣的是,RPi 5的測試一樣有4KB、16KB兩種分頁模式的測試,結果16KB的效能還些微倒退,分數為1588分,看來16KB分頁版還有待調教精進。此外,多核測試的數據出入也比較大,4KB版為正負22分,16KB版則為正負63分。

圖2 Geekbench測試RPi 5、RPi 4的多執行緒效能(資料來源:樹莓派官網)

超頻測試

進一步的,知名創客Jeff Geerling對RPi 5進行超頻,從正常運作的2.4GHz超到3GHz,同樣以單核、雙核來比較,單核從774分增加到906分,雙核則從1604分增加到1634分。

Jeff表明超頻的幅度愈高愈不穩,2.6GHz穩定,2.8GHz還算穩定,3GHz就開始不穩容易奇怪動作,最高超到3.1GHz。Jeff認為若用上液態氮可能可以超到3.3GHz。

圖3 RPi 5超頻的結果以單核的效能增幅較大(資料來源:Jeff Geerling)

加密測試、機器學習測試

Jeff還有測試加密運算效能,使用Arm的Cryptographic延伸軟體來測,主要是測AES-256-CBC解密運算,結果差距巨大,RPi 4表現為30206 bytes/s,RPi 5則為1368195 bytes/s,差距45倍,主要是RPi 5的主控晶片BCM2712有AES硬體加速電路,這在無線通訊時非常有用,因為無線通訊的內容是用AES-256加解密的。

圖4 RPi 5在AES加解密效能上遙遙領先前一代的RPi 4(資料來源:Jeff Geerling)

另外Seeed Studio也對RPi 5進行機器學習測試,使用ncnn框架來測,這項測試的數據愈小愈好,意即完成推論的時間(毫秒)愈短愈好,總共測試了13種模型,以及測試單一執行緒與多(四個)執行緒條件下的表現,結果都有明顯的效能差距。

差距最小的是YOLOv4-tiny多執行緒推論時,差距僅2.28倍;差距最大的是ResNet18單執行緒推論時,差距達5.97倍,意即RPi 4需要花191毫秒才能完成的推論,在RPi 5上只要32毫秒。其他各方各面也幾乎都是呈倍的差距。

另外Core Electronis也有一系列的兩代比較測試,主要是用Sysbench軟體來測,甚至是逼近應用程式的實際動作來測是,例如使用Gimp這套開放原始程式碼的影像處理軟體(類同於Photoshop)的縮放、旋轉動作來測試耗用的時間。

圖5 各種AI模型推論運算表現測試,第五代比第四代快2.28~5.97倍(資料來源:Seeed Studio)

小結

多花5美元換得各方面都有呈倍的效能,確實合算,而且長寬尺寸依然維持著名片大小,即8.5 x 5.6公分,不過功耗用電肯定增加(等待更多人揭露TDP的瓦數比較),以及幾乎強制要使用電動風扇散熱了。

(責任編輯:謝嘉洵)

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Author: 陸向陽

從電子科系畢業後,即以媒體人的角色繼續這段與「電子科技」的不解之緣。歷任電子技術專書作者、電子媒體記者、分析師等角色,並持續寫作不殆。近來投入Arduino、Raspberry Pi等開放硬體的研究與教程介紹。

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