Raspberry Pi - Over- und Underclocking

In der Standardeinstellung taktet der ARM Prozessor des Raspberry Pi mit 700MHz. Nun besteht die Möglichkeit das Gerät ohne Garantieverlust zu Über- oder Untertakten.

Garantieanspruch

Seit dem Raspbian Release vom 18.09.2012 lässt sich das Raspberry Pi auf bis zu 1GHz übertakten ohne dabei den Garantieanspruch zu verlieren. Zuvor wurde auf dem SoC beim Übertakten ein Bit gesetzt, wodurch die Garantie erlosch.

Möglich macht dies eine neue Sicherheitsfunktion, welche das Gerät bei 85 °C herunterfährt. Somit sind Schäden beim Übertakten nahezu ausgeschlossen.

Voraussetzungen

Wichtigste Voraussetzung bei allen Maßnahmen ist eine gute und stabile Stromversorgung. Hier kann ich das 1200mA Netzteil* empfehlen.

Wer dem Gerät viel abverlangt sollte außerdem über eine zusätzliche Kühlung nachdenken. Hier empfiehlt sich ein Heatsink Kit* um die entstehende Wärme abzuführen.

Übertakten

Sämtliche Änderungen an der Taktfrequenz können über die Datei /boot/config.txt vorgenommen werden. Diese öffnen wir mit einem Editor.

sudo nano /boot/config.txt

Dabei lassen sich unterschiedliche Stufen festlegen.

Modest

arm_freq=800
core_freq=250
sdram_freq=400
over_voltage=0


Medium

arm_freq=900
core_freq=250
sdram_freq=450
over_voltage=2


High

arm_freq=950
core_freq=250
sdram_freq=450
over_voltage=6


Turbo

Bei manchen SD-Karten kommt es auf dieser Stufe zu Lese- und Schreibfehlern. Daher sollte man dies besonders im Auge behalten.

arm_freq=1000
core_freq=500
sdram_freq=600
over_voltage=6


Dynamische Anpassung

In der Standardeinstellung hebt der CPU Governor beim Übertakten die Frequenz nur bei Bedarf an. Möchte man unnötigerweise dennoch die Frequenz dauerhaft anheben benötigt man folgende Option.

force_turbo=1

Leistungsgewinn

Im Turbo Modus soll sich die Geschwindigkeit in Benchmarks um bis zu 50% steigern lassen. Der Stromverbrauch steigt dabei fast überhaupt nicht an.

Untertakten

Das ganze geht natürlich auch in die andere Richtung. Um das Raspberry Pi noch stromsparender zu machen und gleichzeitig die Temperatur etwas zu senken kann das Gerät auch untertaktet werden.

Für die meisten einfachen Serveraufgabe steht hierbei noch genügend Leistung zur Verfügung. Beim Betrieb als Mediacenter mit XBMC ist dies dagegen kontraproduktiv.

Zur Einstellung wird wieder die /boot/config.txt angepasst.

arm_freq=700
arm_freq_min=100
core_freq=250
core_freq_min=75
sdram_freq=400
over_voltage=0


Durch die dynamische Taktung des Prozessors steht immer genügend Leistung zur Verfügung. Das Underclocking erreichen wir durch das setzen einer niedrigen Mindestfrequenz.

Troubleshooting

Sollte das Gerät abstürzen oder nicht mehr ordnungsgemäß funktionieren, kann man beim Start die Shift Taste gedrückt halten. Alle Overclocking Einstellungen werden dann temporär deaktiviert.

Aktuelle Frequenz prüfen

Um die aktuelle Taktfrequenz zu prüfen kann der nachfolgende Befehl eingesetzt werden.

cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/cpuinfo_cur_freq

Dieser gibt die Taktfrequenz in Kilohertz aus.

Temperatur prüfen

Die Temperatur lässt sich wie folgt prüfen.

cat /sys/class/thermal/thermal_zone0/temp

Fazit

Dank der zentralen Konfigurationsdatei des Raspberry Pi lässt sich das Gerät sehr einfach übertakten. Die Schutzfunktion verhindert dabei einen Defekt und sorgt für den Erhalt der Herstellergarantie.

Aber auch durch das Underclocking lässt sich das Gerät weiter im Stromverbrauch optimieren.

Beim Übertakten des RAMs scheinen die Samsung SoCs besser abzuschneiden. Dabei handelt es sich um die UK Modelle des Raspberry Pi (Blauer Audioanschluss, Samsung Schriftzug auf dem SoC, keine Aufschrift auf dem Netzwerkport).

Quellen: Raspberry Pi Logo