オーバークロックという闇の術は今も健在です。そして、この技術の達人である一人が、Raspberry Pi 5に注目し、この小型コンピューターを、奇抜で実用性に欠ける様々な手段を用いて4GHzまで引き上げようとしています。
SkatterBencher.comのPieter-Jan Plaisier氏に、なぜこのような試みをするのか尋ねた。彼はThe Register紙にこう語った。「私は技術愛好家で、あらゆる種類のチップをいじって、そこからどれだけの性能を引き出せるか試すのが好きなんです。」
液体窒素で冷却されたRaspberry Pi 5（写真：Pieter-Jan Plaisier） – クリックして拡大
「通常は Intel または AMD CPU です (液体ヘリウムで 14900K を 9GHz にするなど)。しかし、たまには Pi 5 のようなまったく違うものを試してみたいのです。」
このコンピューターは5GHzまで動作させることができると期待されていましたが、残念ながら叶いませんでした。「温度が低く電圧が高い通常のデスクトップチップのようにスケールアップし、もしかしたら5GHzまで到達できるのではないかと期待していましたが、残念ながら3.6GHzで止まってしまいました。」
しかし、それは努力不足から生まれたものではありませんでした。プレジエはすでに、わずかに改良されたクーラーを搭載したRaspberry Pi 5～3GHzを入手していました。さらに進化させるには、ハードウェアを冷却するための創造的な思考と、液体窒素などの特殊な機器が必要でした。
最初のステップは、Raspberry Pi 5でNUMAエミュレーションを有効にしてベンチマークのパフォーマンスを向上させることでした。これが完了すると、Plaisier氏は動作周波数を徐々に3,600MHzまで上げ、Raspberry Piが3,700MHzでロックアップするまで続けました。
3,600MHzが周囲温度（今回の場合は約20℃）で達成されたことを考えると、温度を下げればより高い周波数が達成できるはずです。しかし、-40℃で動作させても同じ周波数で同様のクラッシュが発生しました。電圧スケーリングが不十分なのでしょうか？
プラジエはひるむことなく、保証は無効となるElmorLabs AMPLE-X1電源カードをRaspberry Piに接続し、電源回路をより適切に制御できるようにしました。今度は、電圧を慎重に上げて周波数を高めようとしましたが、やはり効果はありませんでした。Raspberry Pi 5は3,600MHzを超えると、依然としてフリーズ状態でした。
では、水晶発振器を交換してみることにしましょう。Raspberry Pi 5には54MHzの水晶発振器が搭載されています。この技術の限界に挑戦する勇敢な人物は、少し熱を加えることで、ElmorLabsの外部クロックボードに交換し、入力クロックをデフォルトの54MHzから上下に調整することができました。
入力クロックは約56MHzを超えることはありませんでしたが、Plaisier氏はそれを46MHzまで下げることができたと報告しました。つまり、Arm周波数を4,000MHzに設定できるということです。成功です！
- The RegisterがAMDのRyzen 9800X3Dを試用
- オーバークロックがNVIDIAの再設計されたRTX 4090と米国の制裁に混乱を招いている
- インテルの第14世代Raptor Lake Refreshはターボを最大6GHzに上げ、i7にEコアを追加
- BOFH：ホームオフィス用のゲーミングPC？いいよね？
まあ、実際はそうではありません。Broadcomのツールは周波数を4,000MHzと報告していましたが、リファレンスクロックが低いため、実際の周波数はそれよりかなり低かったのです。Plaisier氏によると、「実際の周波数は4,000 / 54 x 46 = 3,407MHzです」とのことです。
というわけで、Pieter-Jan Plaisier氏によると、Raspberry Pi 5の最高周波数は、特殊な冷却方法や保証対象外となる電圧や水晶振動子の調整を考慮に入れても、現時点では3.6GHzとのことです。
これは、標準の 2.4 GHz Raspberry Pi 5 から見ると依然として印象的な進歩であり、筆者が Intel 486DX-33 をもう少し高速化して Doom をもう少しスムーズに動作させようとしたときとはまったく異なる世界です。®
11月15日に追加更新:
パイの最高責任者であるエベン・アプトン氏はエル・レグ紙にこう語った。「私はこういうのが大好きだ。」
彼は、「3.6GHzまで到達できたのは素晴らしい。我々が行ったNUMAエミュレーションによって、周波数上昇に対するパフォーマンスの応答において、はるかに高い直線性が得られることがはっきりとわかる。TSMCのプロセスは、時間の経過とともに過電圧に対して驚くほど耐性が強くなり、16nmプロセスは既にかなり前から存在している」と述べた。
