了解如何超频 Raspberry Pi Zero 2 W

要点

  • Raspberry Pi Zero 2 W 可以超频以提高性能,使其成为要求更高的便携式项目和复古游戏模拟的理想选择。
  • 超频可能会缩短 Pi Zero 2 W 的使用寿命,因此请谨慎操作。
  • 为了获得最佳效果,请添加冷却措施以防止过热和热节流。

与其他 Raspberry Pi 单板计算机一样,Raspberry Pi Zero 2 W 可以超频以提高其性能。 了解如何对 Pi Zero 2 W 的 CPU 和 GPU 进行超频,使其运行速度更快。

为什么对 Raspberry Pi Zero 2 W 进行超频?

Raspberry Pi Zero 2 W 是原始 Pi Zero 型号的巨大升级,拥有与全尺寸 Pi 3 相同的 Broadcom BCM2710A1 SoC。这使其能够以比 Pi Zero 快五倍的速度运行某些工作负载。

结合袖珍尺寸和 15 美元的价格标签,Pi Zero 2 W 非常适合便携式项目。 通常,它将无头运行,没有显示器或键盘,您将通过 SSH 远程访问 Raspberry Pi。

然而,如果您想将 Pi Zero 2 W 用作具有 GUI 的桌面系统,与 Pi 4 或 Pi 5 相比,它可能看起来有点滞后。通过超频其 CPU(和 GPU),您可以给它一点延迟额外的拉链。 这对于模拟复古游戏系统也应该很有用。

超频的缺点是它可能会缩短 Pi Zero 2 W 的使用寿命。如果您在 config.txt 文件中使用force_turbo=1 设置来启用更高的过压级别(超过 6),也可能使您的保修失效。 因此,超频需要您自担风险——尤其是在将其推至更高速度时。

让您的 Raspberry Pi Zero 2 W 保持凉爽

以更高的速度运行 Raspberry Pi Zero 2 W 会导致产生更多热量。 一旦达到 80°C (176°F),SoC 将自动开始降低 CPU 内核的速度,直到温度下降。 如果温度达到 85°C (185°F),将触发最大节流,包括 GPU。

虽然我们仅使用裸露的 Pi Zero 2 W 主板就成功实现了 1.2GHz 的超频,但您可能会发现添加一些冷却装置有助于降低温度,特别是在长时间运行重负载的情况下。 这种冷却可以采用散热器或风扇的形式,甚至可以同时采用两者,例如 The Pi Hut 的 双风扇散热器

如何超频 Raspberry Pi 2 W

就像运行标准操作系统 Raspberry Pi OS(以前称为 Raspbian)的其他 Raspberry Pi 型号一样,您可以通过修改 config.txt 设置来更改 Pi Zero 2 W 片上系统 (SoC) 的时钟速度文件。

最好从更新和升级所有系统软件包开始。 如果您使用的是桌面 GUI,请通过单击顶部菜单栏中的图标或通过菜单 > 附件 > 终端打开终端窗口,然后输入:

 sudo apt update && sudo apt upgrade -y 

这可能需要几分钟的时间来检查最新的软件包,然后更新系统。

安装监控工具

在对 Raspberry Pi Zero 2 W 进行超频之前,我们将安装一些有用的工具来比较前后的性能和温度。 首先,安装Neofetch系统信息工具:

 sudo apt install neofetch 

要查看当前系统信息,请运行:

 neofetch 

它应该显示 Pi Zero 2 W 的默认 CPU 速度为 1GHz。 接下来,安装“压力”工作负载生成工具:

 sudo apt install stress 

如果您使用的是“Bullseye”版本或更早的 Raspberry Pi OS(或 Raspbian),您可以通过以下方式安装 Stressberry 压力测试工具:

 pip3 install stressberry 

然而,如果使用最新的“Bookworm”版本的 Raspberry Pi OS,您需要在 Python 虚拟环境中安装 Stressberry(我们称之为“超频”):

 python -m venv overclock
cd overclock
source bin/activate
pip3 install stressberry

您现在可以在 Pi Zero 2 W 的默认时钟速度下进行初始压力测试,以便稍后与超频结果进行比较。 使用所有四个 CPU 核心运行此命令(在“Bookworm”上的 Python 虚拟环境中)进行 100 秒测试:

 stressberry-run -n "My Test" -d 100 -i 30 -c 4 mytest1.dat 

一旦 SoC 达到稳定的基线温度,压力测试就会开始,每行都会显示当前的 CPU 温度和频率,最高应达到 1000MHz(即 1GHz)。

编辑Config.txt文件进行超频

现在让我们通过更改 CPU 和 GPU 速度设置来对 Raspberry Pi Zero 2 W 进行超频,这些设置将在重新启动时激活。 在nano文本编辑器中打开config.txt设置文件:

 sudo nano /boot/config.txt 

添加以下行:

 arm_freq=1200
core_freq=500

在这里,我们使用 arm_freq 将 CPU 时钟速度设置为 1200MHz (1.2GHz),同时还使用 core_freq 提高 GPU 核心速度(默认为 400MHz)。 查看树莓派官方 超频文档 对于所有可能的选择。 如果系统超频,最新的固件会自动提高电压,但您可以根据需要手动覆盖此设置(我们没有),例如:

 over_voltage=2 

退出 nano 并按 Ctrl + X、Y 和 Enter 保存设置。 要激活超频,请重新启动 Pi Zero 2 W:

 sudo reboot 

重新启动后,再次运行 neofetch 终端命令; 您应该会看到新的 CPU 速度为 1.2GHz。

对超频的 Pi Zero 2 W 进行压力测试

如果使用 Raspberry Pi OS“Bookworm”,您需要从 Python 虚拟环境中运行 Stressberry,因此重新激活:

 cd overclock
source bin/activate

然后运行与之前相同的 Stressberry 测试(输出文件名不同):

 stressberry-run -n "My Test" -d 100 -i 30 -c 4 mytest2.dat 

这次你应该看到CPU达到了1.2GHz的超频速度。 它还具有更高的温度——在我们的测试中,在没有添加冷却的情况下,它的最高温度达到 67.1°C (152.8°F),远低于开始应用热节流的 80°C 水平。

通过风扇或散热器等额外冷却,一些用户已成功将 CPU 速度进一步提高到 1.4GHz,将 GPU 提高到 700MHz,但对于不同的 Pi Zero 2 W 主板和所使用的冷却方法,里程可能会有所不同。

如果超频达到一定程度会导致系统不稳定,您应该尝试更适度的超频。 在某些情况下,Pi Zero 2 W 甚至可能无法启动到桌面,这通常是由于缺乏足够的电量。

如果 Pi Zero 2 W 无法启动怎么办?

如果在更改 config.txt 中的超频设置后,您发现 Raspberry Pi Zero 2 W 无法启动,请不要担心。 最简单的解决方法是在启动期间按住 Shift 键来暂时禁用超频; 然后 Raspberry Pi 应该可以正常启动。

如果这不起作用,请关闭 Pi Zero 2 W,然后取出 microSD 卡并将其连接(使用 USB 读卡器)到另一台计算机,以从那里编辑 config.txt 文件。 然后,您可以更改超频设置,或通过在每行开头添加 # 符号将其注释掉。

超频 Raspberry Pi Zero 2 W 很简单

如果您的便携式项目或复古游戏系统需要一点额外的处理能力,则更改配置设置以对 Raspberry Pi Zero 2 W 进行超频相对简单。为了帮助避免 SoC 的热节流,它可以更好地与一些冷却形式。