树莓派超频后性能与功耗的关系及提高每瓦性能的方法
准备
- 树莓派2代B型。
- 测功率用淘宝37块买的电力检测仪。
- 电源用我买Nubia Z9 Max时配的，5V 1.5A。
测试方法
- 修改config.txt的arm_freq来超频。
- 把scaling_governor里的powersave改成performance来转换到最高频率。
- 使用aircrack-ng -S来测量满负载的功耗和性能。
数据表格
| 频率(MHz) | 待机功耗(W) | 满载功耗(W) | 性能(k/s) | 性能/频率 | 性能/功耗 |
|---|---|---|---|---|---|
| 600 | 1.75 | 2.31 | 339 | 0.56500 | 146.75 |
| 700 | 1.82 | 2.65 | 397 | 0.56714 | 149.81 |
| 800 | 1.83 | 2.81 | 455 | 0.56875 | 161.92 |
| 900 | 1.84 | 2.94 | 514 | 0.57111 | 174.83 |
| 1000 | 1.83 | 3.08 | 571 | 0.57100 | 185.39 |
| 1050 | 1.84 | 3.13 | 600 | 0.57143 | 191.69 |
| 1100 | 1.89 | 3.37 | 629 | 0.57182 | 186.65 |
注：频率为1100MHz时，默认电压下，在高负载的情况下不能稳定运行。经测试，把over_voltage调为2可稳定运行。
结论
- 在governor为powersave的情况下，待机功耗为1.75W。
- 在governor为performance的情况下，待机功耗在不同频率下变化很小，约为1.84W。
- 随着频率的增加，每频率性能略微增加。
- 在over_voltage=0的情况下，随着频率的增加，每瓦性能增加。
因此，如果想提升每瓦性能，我们可以在系统稳定的前提下，不加压，尽量超频。
另外，我们看到，即使加压超频，加压后的1100MHz的每瓦性能依然比不加压时的1000MHz高。提高低频率的每瓦性能的方法在后记中有讨论。
后记
这些是在我完成树莓派超频后性能与功耗的关系后做的实验。
意外发现
- 在超频后但CPU频率仍为600MHz的情况下，满载功耗和性能有略微上升。
- 在最高频率1000MHz、实际频率600MHZ的情况下，满载功耗为2.33W，性能为341k/s。待机功耗不变（原待机功耗2.31W，性能339k/s）。
这说明超频后会极轻微地增加最低频率（即600MHz）时的满载功耗和性能
系统稳定时的加压测试
arm_freq=1050
over_voltage=3
- governor为poversave时待机功耗无差别。
- governor为performance时待机功耗为1.91W，满载功耗为3.38W，性能为599k/s。
- 同频率下，加压，功耗上升，性能不变，同时发热增加，每瓦性能降低。
因此，在系统稳定的情况下，不应该加压。
提高每瓦性能的方法
这是一个意外发现，我把over_voltage改成负数，希望能降压。本以为会开不了机，但是结果却令人兴奋：over_voltage居然可以是负的！ 这说明我们能通过降低电压来提高每瓦性能。
下面是验证：
arm_freq=800
over_voltage=-3
governor为performance时待机功耗为1.78W，满载功耗为2.63W，性能为456k/s，性能/功耗=173.38（原待机功耗为1.83W，满载功耗为2.81W，性能为455k/s）。
这意味着，在保证系统稳定的前提下，我们可以减少电压，来提高每瓦性能。（事实上，我的笔记本CPU一直降低0.1V用。）
所以，在你认为树莓派的性能已经够用的时候（达到你想要的频率后），你可以在保持系统稳定的前提下，尽量降低电压，来提高每瓦性能。