概要
- Raspberry Pi Zero 2 W は、パフォーマンスを向上させるためにオーバークロックすることができ、より要求の厳しいポータブルプロジェクトやレトロゲームのエミュレーションに最適です。
- オーバークロックは Pi Zero 2 W の寿命を縮める可能性があるので、注意して行ってください。
- 最適な結果を得るためには、冷却対策を追加して、過熱やサーマルスロットリングを防いでください。
他の Raspberry Pi シングルボードコンピュータと同様に、Raspberry Pi Zero 2 W はオーバークロックすることでパフォーマンスを向上させることができます。Pi Zero 2 W の CPU と GPU をオーバークロックして、より高速に動作させる方法を紹介します。
なぜ Raspberry Pi Zero 2 W をオーバークロックするのか？
Raspberry Pi Zero 2 W は、フルサイズの Pi 3 と同じ Broadcom BCM2710A1 SoC を搭載しており、元の Pi Zero モデルから大幅にアップグレードされています。これにより、一部のワークロードは Pi Zero の最大 5 倍の速度で実行できるようになりました。
ポケットサイズで、価格が 15 ドルということもあり、Pi Zero 2 W はポータブルプロジェクトでの使用に最適です。通常はモニターやキーボードなしでヘッドレスで実行され、SSH 経由で Raspberry Pi にリモートでアクセスします。
ただし、Pi Zero 2 W を GUI を備えたデスクトップシステムとして使用する場合、Pi 4 や Pi 5 と比較して少し遅く感じるかもしれません。CPU (と GPU) をオーバークロックすることで、少しだけ速度を上げることができます。これは、レトロゲームシステムのエミュレーションにも役立ちます。
オーバークロックの欠点は、Pi Zero 2 W の寿命を縮める可能性があることです。また、config.txt ファイルでforce_turbo=1設定を使用して、より高い過電圧レベル (6 以上) を有効にすると、保証が無効になる可能性があります。特に高速に動作させようとしている場合は、自己責任でオーバークロックしてください。
Raspberry Pi Zero 2 W を冷やす
Raspberry Pi Zero 2 W を高速で動作させると、より多くの熱が発生します。80℃ (176°F) に達すると、SoC は自動的に CPU コアをスロットリングし始め、温度が下がるまで速度を低下させます。温度が 85℃ (185°F) に達すると、GPU を含めて最大限のスロットリングが行われます。
Pi Zero 2 W のベアボードだけで 1.2GHz のオーバークロックを達成しましたが、特に長時間重い負荷を実行する場合は、冷却を追加すると温度を下げるのに役立ちます。この冷却は、ヒートシンクやファンの形で行うことができます。The Pi Hut のデュアルファンヒートシンクのように、その両方を行うこともできます。
Raspberry Pi 2 W をオーバークロックする方法
標準のオペレーティングシステムである Raspberry Pi OS (以前の Raspbian) を実行している他の Raspberry Pi モデルと同様に、config.txt設定ファイルを修正することで、Pi Zero 2 W のシステムオンチップ (SoC) のクロックスピードを変更できます。
まず、すべてのシステムパッケージを更新してアップグレードすることをお勧めします。デスクトップ GUI を使用している場合は、トップメニューバーのアイコンをクリックするか、メニュー > アクセサリ > ターミナルからターミナルウィンドウを開き、次のように入力します。
sudo apt update && sudo apt upgrade -y
最新のソフトウェアパッケージを確認してからシステムを更新するまで、数分かかる場合があります。
監視ツールのインストール
Raspberry Pi Zero 2 W をオーバークロックする前に、オーバークロック前後のパフォーマンスと温度を比較するために役立つツールをいくつかインストールします。まず、Neofetch システム情報ツールをインストールします。
sudo apt install neofetch
現在のシステム情報を表示するには、次のように入力します。
neofetch
Pi Zero 2 W のデフォルトの CPU 速度である 1GHz が表示されます。次に、「stress」ワークロード生成ツールをインストールします。
sudo apt install stress
Raspberry Pi OS (または Raspbian) の「Bullseye」バージョン以前を使用している場合は、Stressberry ストレステストツールを次のようにインストールできます。
pip3 install stressberry
ただし、Raspberry Pi OS の最新の「Bookworm」バージョンを使用している場合は、Python 仮想環境 (ここでは「overclock」という名前を使用) に Stressberry をインストールする必要があります。
python -m venv overclockcd overclocksource bin/activatepip3 install stressberry
これで、Pi Zero 2 W のデフォルトのクロックスピードで最初のストレステストを実行し、後でオーバークロックした結果と比較することができます。このコマンドを (「Bookworm」の Python 仮想環境で) 実行して、4 つの CPU コアすべてを使用して 100 秒間テストします。
stressberry-run -n "My Test" -d 100 -i 30 -c 4 mytest1.dat
SoC が安定したベースライン温度に達すると、ストレステストが開始され、各行に現在の CPU 温度と周波数が表示されます。これは最大 1000MHz (つまり 1GHz) になります。
Config.txt ファイルを編集してオーバークロックする
それでは、Raspberry Pi Zero 2 W をオーバークロックして、再起動時に有効になる CPU と GPU の速度設定を変更しましょう。nano テキストエディタでconfig.txt設定ファイルを開きます。
sudo nano /boot/config.txt
次の行を追加します。
arm_freq=1200core_freq=500
ここでは、arm_freqを使用して CPU クロック速度を 1200MHz (1.2GHz) に設定し、core_freqを使用して GPU コア速度 (デフォルトの 400MHz から) を引き上げます。可能なすべてのオプションについては、Raspberry Pi の公式オーバークロックドキュメントを参照してください。最新のファームウェアは、システムがオーバークロックされている場合に自動的に電圧を上げます。必要に応じて手動でオーバーライドすることもできます (ここでは行いません)。たとえば、次のようにします。
over_voltage=2
nano を終了して、Ctrl+X、Y、Enterの順に押して設定を保存します。オーバークロックを有効にするには、Pi Zero 2 W を再起動します。
sudo reboot
再起動したら、neofetchターミナルコマンドをもう一度実行します。新しい CPU 速度 1.2GHz が表示されます。
オーバークロックされた Pi Zero 2 W のストレステスト
Raspberry Pi OS「Bookworm」を使用している場合は、Python 仮想環境内から Stressberry を実行する必要があります。そのため、仮想環境を再アクティブ化します。
cd overclocksource bin/activate
次に、前の Stressberry テストと同じテストを実行します (出力には別のファイル名を使用します)。
stressberry-run -n "My Test" -d 100 -i 30 -c 4 mytest2.dat
今回は、CPU がオーバークロック速度の 1.2GHz に達していることがわかります。温度も高くなります。テストでは、冷却を追加せずに 67.1°C (152.8°F) の最大値に達しましたが、サーマルスロットリングが適用され始める 80°C よりもはるかに低い値です。
ファンやヒートシンクなどの追加の冷却により、一部のユーザーは CPU 速度をさらに 1.4GHz まで、GPU 速度を 700MHz まで引き上げることができましたが、使用される Pi Zero 2 W ボードや冷却方法によって結果は異なる場合があります。
特定のレベルでオーバークロックするとシステムが不安定になる場合は、より控えめなオーバークロックを試す必要があります。場合によっては、Pi Zero 2 W は通常電力の不足が原因でデスクトップにすら起動しない場合があります。
Pi Zero 2 W が起動しない場合は？
config.txtのオーバークロック設定を変更した後、Raspberry Pi Zero 2 W が起動しない場合は、心配しないでください。最も簡単な回避策は、起動中にShiftキーを押すだけで、オーバークロックを一時的に無効にすることです。その後、Raspberry Pi は通常どおり起動します。
それでもうまくいかない場合は、Pi Zero 2 W の電源を切り、microSD カードを取り外して (USB カードリーダーを使用して) 別のコンピュータに接続し、そのコンピュータからconfig.txtファイルを編集します。その後、オーバークロック設定を変更するか、各行の先頭に # 記号を追加してコメントアウトすることができます。
Raspberry Pi Zero 2 W のオーバークロックは簡単
ポータブルプロジェクトやレトロゲームシステムに少し余分な処理能力が必要な場合は、config 設定を変更して Raspberry Pi Zero 2 W をオーバークロックするのは比較的簡単です。SoC のサーマルスロットリングを回避するには、何らかの冷却方法を併用した方がよいでしょう。
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