Segno di riferimento Raspberry Pi 5

De Raspberry Pi 5 è cambiato molto rispetto al Raspberry 4.
L'RPi5 è diventato più veloce in molti settori.

Abbiamo effettuato i nostri test qui su ElektronicaVoorJou e di seguito puoi trovare i nostri risultati.

I punti che abbiamo esaminato sono:

• CPU
• GPU (processore grafico)
• immagazzinamento
• Rete e Wi-Fi

CPU
Di seguito potete trovare i vari incontri.
In generale molto più veloce, ma questo si nota anche dalla temperatura.
L'RPi5 si riscalda più velocemente dell'RPi4 e il raffreddamento attivo non è quindi un lusso inutile.

De Raspberry Pi 5 è dotato del processore Broadcom BCM2712 quad-core Arm Cortex A76 con una velocità di clock di 2,4 GHz.

De Raspberry Pi 4 presenta Broadcom BCM2711, SoC quad core Cortex-A72 (ARM v8) a 64 bit con una velocità di clock di 1.8 GHz

Quindi, anche se ci sono ancora 4 core, la velocità senza overclock è già un terzo più veloce di quella standard.

GPU
Di seguito potete trovare i vari incontri.
L'RPi5 può surriscaldarsi rapidamente anche durante le attività grafiche.
C'è da dire che il modo in cui viene chiamato il processore grafico influenza la temperatura.

OpenGL è un'interfaccia di programmazione grafica (API) open source che consente agli sviluppatori di creare grafica 2D e 3D per varie applicazioni come videogiochi e visualizzazioni scientifiche.

Vulkan fa lo stesso, ma è specificamente progettato pensando al multithreading, consentendo agli sviluppatori di utilizzare in modo più efficiente i moderni processori multi-core.

Di conseguenza, il codice ottimizzato per Vulkan sarà generalmente più veloce e farà sì che il Raspberry si surriscaldi meno.

immagazzinamento
Il modo tradizionale di archiviazione dei dati e su cui è installato il sistema operativo è una scheda MicroSD.
Tuttavia, è anche possibile eseguire l'avvio da USB.
(Chiavetta USB, SSD con adattatore USB o anche NVMe)

Rete

Sono state effettuate ottimizzazioni anche nell'ambito della rete.
Anche se non abbiamo notato alcuna differenza con una rete Ethernet cablata, il WiFi sull'RPi5 è più veloce.

Misurare risultati e strumenti.

Di seguito sono riportati i risultati delle misurazioni e gli strumenti software da noi utilizzati.
RPi4 e RPi5 utilizzavano le stesse schede micro SD e SSD.
Anche il luogo in cui sono stati effettuati i test WiFi è lo stesso in entrambi i casi.

Riunione della CPU

Strumenti utilizzati: sysbench e 7z

RPi5 con il comando “sysbench cpu run”

esecuzione della CPU sysbench
sysbench 1.0.20 (utilizzando il sistema LuaJIT 2.1.0-beta3)
Esecuzione del test con le seguenti opzioni:
Numero di thread: 1
Inizializzazione del generatore di numeri casuali dall'ora corrente
Limite numeri primi: 10000
Inizializzazione dei thread di lavoro in corso...
Discussioni iniziate!
Velocità della CPU:
    eventi al secondo: 2730.50
Statistiche generali:
    tempo totale: 10.0003s
    numero totale di eventi: 27309
Latenza (ms):
         meno: 0.36
         media: 0.37
         massimo: 0.62
         95° percentile: 0.37
         somma: 9995.65
Equità dei thread:
    eventi (avg/stddev): 27309.0000/0.00
    tempo di esecuzione (avg/stddev): 9.9957/0.00

RPi4 con il comando “sysbench cpu run

esecuzione della CPU sysbench
sysbench 1.0.20 (utilizzando il sistema LuaJIT 2.1.0-beta3)

Esecuzione del test con le seguenti opzioni:
Numero di thread: 1
Inizializzazione del generatore di numeri casuali dall'ora corrente
Limite numeri primi: 10000
Inizializzazione dei thread di lavoro in corso...
Discussioni iniziate!
Velocità della CPU:
    eventi al secondo: 1471.46
Statistiche generali:
    tempo totale: 10.0005s
    numero totale di eventi: 14722
Latenza (ms):
         meno: 0.67
         media: 0.68
         massimo: 1.14
         95° percentile: 0.68
         somma: 9994.77
Equità dei thread:
    eventi (avg/stddev): 14722.0000/0.00
    tempo di esecuzione (avg/stddev): 9.9948/0.00

Fatto l'incontro con 7z.

(7z è un programma e un formato di compressione file, simile a ZIP, che offre un rapporto di compressione elevato ed è open source. Ma ha anche un'opzione di benchmark)

Per eseguire un benchmark a thread singolo è necessario eseguire il comando seguente

7zb-mmt1

Per un test benchmark multi-thread, l'ultima opzione può essere omessa

7zb

RPi5 con il comando “7z b -mmt1”

7-Zip [64] 16.02: Copyright (c) 1999-2016 Igor Pavlov: 2016-05-21
p7zip Versione 16.02 (locale=en_GB.UTF-8,Utf16=on,HugeFiles=on,64 bit,4 CPU LE)
LE
Frequenza CPU: - - - - - - - - -
Dimensione RAM: 8049 MB, # thread hardware CPU: 4
Utilizzo della RAM: 435 MB, # Thread di riferimento: 1
                       Compressione | Decompressione
Valutazione R/U di utilizzo della velocità Dict | Valutazione R/U di utilizzo della velocità
         KiB/s % MIPS MIPS | KiB/s % MIPS MIPS
22: 2955 100 2876 2875 | 39071 100 3339 3336
23: 2825 100 2879 2879 | 38558 100 3338 3338
24: 2728 100 2934 2933 | 37821 100 3321 3320
25: 2649 100 3026 3025 | 36791 100 3276 3275
---------------------------------- | ---------------------
Avr: 100 2929 2928 | 100 3318 3317
A: 100 3124 3123

RPi5 con comando “7z b”

7-Zip [64] 16.02: Copyright (c) 1999-2016 Igor Pavlov: 2016-05-21
p7zip Versione 16.02 (locale=en_GB.UTF-8,Utf16=on,HugeFiles=on,64 bit,4 CPU LE)
LE
Frequenza CPU: - - - - - - 512000000 - -
Dimensione RAM: 8049 MB, # thread hardware CPU: 4
Utilizzo della RAM: 882 MB, # Thread di riferimento: 4
                       Compressione | Decompressione
Valutazione R/U di utilizzo della velocità Dict | Valutazione R/U di utilizzo della velocità
         KiB/s % MIPS MIPS | KiB/s % MIPS MIPS
22: 9384 381 2396 9129 | 152484 399 3262 13009
23: 8784 384 2328 8950 | 148477 398 3226 12847
24: 8440 378 2403 9075 | 144927 398 3194 12723
25: 8088 374 2469 9235 | 141389 399 3152 12583
---------------------------------- | ---------------------
Avr: 379 2399 9098 | 399 3209 12791
Al: 389 2804 10944

RPI4 con il comando “7z b -mmt1”

7-Zip [64] 16.02: Copyright (c) 1999-2016 Igor Pavlov: 2016-05-21
p7zip Versione 16.02 (locale=en_GB.UTF-8,Utf16=on,HugeFiles=on,64 bit,4 CPU LE)
LE
Frequenza CPU: - - - - - - - - -
Dimensione RAM: 3792 MB, # thread hardware CPU: 4
Utilizzo della RAM: 435 MB, # Thread di riferimento: 1
                       Compressione | Decompressione
Valutazione R/U di utilizzo della velocità Dict | Valutazione R/U di utilizzo della velocità
         KiB/s % MIPS MIPS | KiB/s % MIPS MIPS
22: 1433 100 1395 1394 | 18991 100 1622 1622
23: 1358 100 1384 1384 | 18713 100 1620 1620
24: 1277 100 1374 1374 | 18402 100 1616 1616
25: 1199 100 1370 1370 | 17953 100 1598 1598
---------------------------------- | ---------------------
Avr: 100 1381 1380 | 100 1614 1614
A: 100 1497 1497

RPi4 con il comando “7z b”

7-Zip [64] 16.02: Copyright (c) 1999-2016 Igor Pavlov: 2016-05-21
p7zip Versione 16.02 (locale=en_GB.UTF-8,Utf16=on,HugeFiles=on,64 bit,4 CPU LE)
LE
Frequenza CPU: 64000000 64000000 - - - - - - -
Dimensione RAM: 3792 MB, # thread hardware CPU: 4
Utilizzo della RAM: 882 MB, # Thread di riferimento: 4
                       Compressione | Decompressione
Valutazione R/U di utilizzo della velocità Dict | Valutazione R/U di utilizzo della velocità
         KiB/s % MIPS MIPS | KiB/s % MIPS MIPS
22: 3868 338 1114 3764 | 73832 399 1578 6299
23: 3734 355 1073 3805 | 72478 399 1572 6271
24: 3597 363 1065 3868 | 71181 399 1565 6249
25: 3481 368 1081 3975 | 69457 399 1548 6182
---------------------------------- | ---------------------
Avr: 356 1083 3853 | 399 1566 6250
A: 377 1325 5052

Un altro strumento non testato è stress-ng 

Conclusione della CPU

In alcuni casi la CPU è due volte più veloce.

GPU

Per la velocità del processore grafico, abbiamo utilizzato gli strumenti seguenti:

Glmark2

en

Vkmark

Lo strumento Geekbench ha ricevuto un errore di compilazione e non siamo ancora riusciti a testarlo.

Eravamo anche curiosi di conoscere la differenza tra il numero di fotogrammi al secondo di quake2.

Tuttavia, la versione del vulcano ha prodotto strani artefatti e anche questo test avrà un seguito.

Non esiste alcuna accelerazione del codec hardware, solo la decodifica HEVC.
(Decodifica hardware H265 a 4k60 e decodifica hardware VC1)

RPi5

RPi4

Conclusione della GPU

La variante vulkan era persino più veloce della glmark2 

Media del punteggio Vulkan trovato su internet 77 (glmark2) rispetto a Vulkan (188)

Di seguito è riportata la temperatura di un RPi5 dopo aver riprodotto un video 5K per 4 minuti.
(Lo spostamento dell'immagine termica e della foto del lampone è dovuto alla doppia fotocamera del modulo flir)

Archiviazione (IO)

Per misurare la velocità IO dello storage abbiamo utilizzato i seguenti strumenti.

HDparm, dd, iozone3

Altri strumenti includono Bonnie e fio

Abbiamo guardato:

• Azioni di lettura/scrittura sulla scheda SD
• Azioni di lettura/scrittura su SSD tramite interfaccia USB2
• Azioni di lettura/scrittura su SSD tramite interfaccia USB3

Le misurazioni SSD sono state effettuate da uno Adattatore da USB3 a SATA e collegarlo alle connessioni USB del Raspberry.

C'è da dire che l'IO più veloce andrebbe ricercato in una soluzione Nvme o tramite il PCIe dell'RPi5. (Non è presente sull'RPi4)

Svantaggi della scheda SD, anche se molto è stato migliorato. Molte azioni di scrittura possono causare problemi con le schede più vecchie.
Una soluzione a questo potrebbe essere: disabilitare la registrazione, scrivere azioni su un secondo disco esterno come una pen drive o un SSD.

Una scheda SD sarà anche più lenta a causa di:

• Scrittura sequenziale
• Cache limitata
• frammentazione

Una soluzione migliore è collegare un SSD tramite un'interfaccia SSD-USB.

Svantaggi di un SSD

• Per questo è necessaria un'interfaccia SATA a USB3 o un alloggiamento SSD con convertitore USB integrato.
• Più costoso a causa di quanto sopra
• Fai attenzione con TLC e QLC, diventeranno più lenti man mano che il disco si riempie.

Una soluzione NVMe sarà la più veloce, una chiavetta USB è una via di mezzo tra una scheda SD e un SSD.

Alla fine di questo documento ci sono i grafici approfonditi dello iozono.

Alcuni incontri

(IOPS sta per “Operazioni di input/output al secondo”)

RPi4 NVME - media - 239 MB/s - 19000 IOPS
RPi5 NVME - media - 333 MB/s - 22200 IOPS
SSD RPi4 - media - 190 MB/s - 13300 IOPS
SSD RPi5 - media - 254 MB/s - 18000 IOPS
Scheda SD RPi4 - media - 27 MB/s - 3500 IOPS LETTURA!
                             SCRIZIONE 900 IOPS
Scheda SD RPi5 - media - 41 MB/s - 4000 IOPS LETTURA!
                             SCRIZIONE 1000 IOPS

 Tempo di avvio del sistema dall'accensione all'apertura del desktop.
Questi tempi si riferiscono alla scheda SD, l'SSD sarà più veloce

RPI4 - media 35 secondi
RPI5 - media 17 secondi

 Misurazione della produttività con DD

Il seguente comando è stato utilizzato per quanto segue.

dd if=/dev/zero of=zerodatafile bs=1G count=1 conv=fdatasync

(Nota: utilizza fdatasync per garantire che il processo di scrittura attenda finché la cache non viene svuotata e tutto è in memoria!)

RPi5

Scheda SD: 1073741824 byte (1.1 GB, 1.0 GiB) copiati, 37.6299 s, 28.5 MB/s
SSD - usb2: 1073741824 byte (1.1 GB, 1.0 GiB) copiati, 40.0703 s, 26.8 MB/s
SSD - usb3: 1073741824 byte (1.1 GB, 1.0 GiB) copiati, 3.94715 s, 272 MB/s 

RPi4

Scheda SD: 1073741824 byte (1.1 GB, 1.0 GiB) copiati, 51.6502 s, 20.8 MB/s
SSD - USB 2: 1073741824 byte (1.1 GB, 1.0 GiB) copiati, 39.2004 s, 27.4 MB/s
SSD - USB 3: 1073741824 byte (1.1 GB, 1.0 GiB) copiati, 6.56438 s, 164 MB/s

Come si vede possiamo concludere alcune cose:

La velocità della scheda SD è leggermente superiore sull'RPi5, tramite USB2 non ha molta importanza.

Tuttavia, l'indirizzamento dell'SSD tramite USB3 è più di 1.5 volte più veloce!

RPi4 – Lettura – SSD 

RPi4 – Scrittura – SSD

RPi5 – Lettura – SSD

RPi5 – Scrittura – SSD

Incontro di rete

Strumenti utilizzati: iperf3

Server di comando: 
iperf3 -s

Comando del cliente: 
iperf3 -c

Questa riunione misura senza salvare i dati, quindi la velocità di archiviazione non ha alcuna influenza.
La velocità di throughput della rete era quasi la stessa quando cablata, in entrambi i casi su una macchina remota, ~900mbit/s

Gli incontri WiFi sono elencati di seguito

WiFi tramite RPi5 a una distanza ragionevole dal punto di accesso.

Scarica 122 mbit/s e carica 200 mbit/s.

Sull'RPi4 l'up e il download erano gli stessi a 75 mbit/s

Conclusione

Il lampone è stato migliorato sotto molti aspetti.

La velocità del processore, la gestione della grafica, il throughput IO e il WiFi sono tutti più veloci del Raspberry 4.

In alcuni punti anche da 2 a 3 volte più veloce