什么是超頻樹莓派？

超頻是免費(fèi)提升電腦硬件性能的最便捷途徑，具體是指將CPU、顯卡、內(nèi)存等硬件設(shè)備的額定頻率提升一定幅度，使之在更高頻率下運(yùn)行以達(dá)到更好的性能。所以超頻也被認(rèn)為是DIY玩家技術(shù)水平的體現(xiàn)，同時也是DIY廠商研發(fā)功底的衡量指標(biāo)。

那具體到樹莓派，我應(yīng)如何超頻該設(shè)備呢？不過在具體操作以前，我先要對所選擇的設(shè)備進(jìn)行選擇。目前市場比較流行的是樹莓派3和樹莓派2兩個型號。由于樹莓派3的各方面性能都優(yōu)于樹莓派2，所以我通過超頻和過壓（overvoltage）等技術(shù)，就可以獲得更大的功率。不過由于兩個型號的基本技術(shù)特性類似，所以在樹莓派3的超頻技術(shù)也適用于樹莓派2，不過超頻的效果就要大打折扣了。

簡而言之，超頻是通過調(diào)整多個設(shè)備參數(shù)來提升樹莓派硬件性能的方法。為此，需要額外的硬件和特殊的操作技能。

如果你想了解有哪些項(xiàng)目要用到超頻樹莓派，可以在本文末尾找到相關(guān)信息，或者考慮使用ExaGear Desktop軟件進(jìn)行測試。另外，請記住，你需要執(zhí)行多個測試，以確保更改生效，且設(shè)備沒有受到損壞。

超頻可以提升電腦性能，那么超頻需要做哪些準(zhǔn)備工作呢？

首先是良好的硬件體制，CPU、內(nèi)存和顯卡都必須是健康的，在100%負(fù)荷下工作也能擁有合理的溫度和功耗。

其次就是硬件準(zhǔn)備，超頻需要一塊強(qiáng)大的主板做支撐，特別是主板供電部分，考慮到CPU和內(nèi)存超頻后功耗大增，高低電平信號要求不能模糊，所以主板的供電部分一定要達(dá)到4+1或者更高項(xiàng)數(shù)，這樣每項(xiàng)供電的壓力才能小。

最后超頻還需要強(qiáng)大的散熱器和電源，前者可以讓CPU和顯卡工作在合理溫度下，提升超頻潛能和超頻過程的穩(wěn)定性，后者可以給予硬件足夠的電能支撐，即使功耗提升也能輕松應(yīng)對。

這就意味著你在對樹莓派3超頻時會伴隨一些風(fēng)險。那么具體來說這些風(fēng)險是什么，如何避免它們？

超頻的相關(guān)風(fēng)險警告

警告1

目前，還沒有超頻樹莓派3的官方支持，所以你可能會損壞你的設(shè)備。所以先提前生命，你如果參考我的方法把樹莓派弄壞了，我概不負(fù)責(zé)。所以重要的事情說三遍，超頻前請謹(jǐn)慎！

警告2

超頻可能會將硬件升溫至接近90°C。這又可能導(dǎo)致程序崩潰、CPU損壞、內(nèi)存芯片損壞。為了防止這種情況，芯片的散熱必須要非常好。由于風(fēng)扇會增加冷卻效果，因此強(qiáng)烈建議使用。所以重要的事情說三遍，不要在沒有冷卻的情況下進(jìn)行超頻。

超頻時所需的額外硬件設(shè)備

如果你想超頻你的樹莓派，你需要配置三個重要的硬件配件：

1.樹莓派，本文我使用了一個樹莓派3模型B V1.2與Raspbian GNU/Linux 8（Jessie）運(yùn)行。

2.電源，強(qiáng)烈建議使用可靠的電源，超頻的樹莓派3可以適用于1.5A甚至更高的電流。所以，本文的超頻用的是2A。

3.冷卻設(shè)備，為了防止樹莓派設(shè)備過熱，我必須找到風(fēng)扇、散熱器。

重要提示：你可以使用以下命令將安裝的軟件包升級到最新版本：

$ sudo apt-get update && sudo apt-get dist-upgrade

在開始和結(jié)束的過程中，你需要檢查系統(tǒng)性能。你可以使用“sysbench”工具來輕松完成這個工作，它可以通過以下一個命令來實(shí)現(xiàn)安裝。

$ sudo apt-get install sysbench

如下圖所示，就是我所需要的全部超頻設(shè)備。

詳細(xì)來說，就是：

1.樹莓派3；

2.電源電壓為5伏，電流為2500毫安；

3.一個內(nèi)置的風(fēng)扇；

4.三個散熱片；

5.一個帶有內(nèi)存降溫空間和風(fēng)扇空間的底座。

下圖就是我將其組合好后的設(shè)備示意圖：

請注意，在這張照片中，最大的散熱器在風(fēng)扇下方，銅制散熱器在這張圖的最底部。

超頻前的例行檢查

不過在開始超頻樹莓派之前，我還是要對一些超頻條件進(jìn)行準(zhǔn)備和檢查的。

監(jiān)控CPU頻率

要了解當(dāng)前CPU的運(yùn)行頻率，我必須從/ sys / devices / system / cpu / cpu0 / cpufreq /目錄中讀取proc文件cpuinfo_min_freq，cpuinfo_max_freq和cpuinfo_cur_freq，其中：

cpuinfo_min_freq代表“空閑”模式的最小頻率；

cpuinfo_max_freq代表最大頻率；

cpuinfo_cur_freq代表樹莓派的當(dāng)前運(yùn)行頻率。

監(jiān)控CPU溫度

要知道當(dāng)前的CPU溫度，我可以運(yùn)行vcgencmdmeasure_temp命令。另外，為了觀察每一秒的溫度，我可以像以下這樣在“while”循環(huán)中運(yùn)行它：

$ while true ; do vcgencmd measure_temp ; sleep 1 ; done

這樣循環(huán)就開始運(yùn)行，直到我用CTL + C終止它。

設(shè)置默認(rèn)速度

樹莓派電路板的默認(rèn)CPU配置，在沒有任務(wù)的情況下處于空閑模式，如下所示：

arm_freq = 600 mhz

core_freq = 250 mhz

如果進(jìn)程正在運(yùn)行當(dāng)中，頻率將上升到：

arm_freq = 1200

core_freq = 400（這是樹莓派3的最大默認(rèn)值）。

為了防止空閑模式被破壞，我必須在/boot/config.txt中設(shè)置這以下些行：

force_turbo = 1，注意！更改此參數(shù)會自動取消授權(quán)（warranty）

boot_delay = 1

之后，重新啟動你的樹莓派并再次檢查當(dāng)前的運(yùn)行頻率，現(xiàn)在應(yīng)該設(shè)置為1200000KHz。

先在不超頻的狀態(tài)下進(jìn)行樹莓派的性能測試

第一次性能測試時，我運(yùn)行的是以下命令。

$ sysbench --test=memory --cpu-max-prime=2000 --num-threads=4 run

輸出結(jié)果如下：

此時，樹莓派3的正常測試就結(jié)束了。

如何超頻你樹莓派3

樹莓派超頻選項(xiàng)

超頻配置要在/boot/config.txt文件中設(shè)置，而要進(jìn)行超頻，我只需要在這個文件中設(shè)置各種系統(tǒng)配置參數(shù)。有以下6種方法實(shí)現(xiàn)超頻：

1.超頻樹莓派 CPU，這意味著更改“arm_freq”參數(shù) - ARM的頻率（以MHz為單位）；

2.超頻樹莓派 GPU，這意味著要更改“core_freq”參數(shù) - GPU處理器內(nèi)核的頻率（以MHz為單位）。由于它驅(qū)動了L2緩存，因此它對ARM的性能會有影響；

3.超頻樹莓派內(nèi)存，這意味著要更改“sdram_freq”參數(shù) - SDRAM的頻率，以MHz為單位；

4.樹莓派內(nèi)存的附加擴(kuò)展，這意味著要通過壓縮內(nèi)存來使用ZRAM（具體請參閱下文）；

5.額外的超頻參數(shù)“Over_voltage”，它是ARM / GPU核心電壓調(diào)整。只有當(dāng)指定了“force_turbo”或“current_limit_override”參數(shù)（在授權(quán)位（warranty bit）中設(shè)置）時，才允許設(shè)置高于6的值；

6.額外的超頻參數(shù)“Force_turbo”，此參數(shù)會禁用動態(tài)cpufreq驅(qū)動程序，并要求接下來的最小設(shè)置，此時授權(quán)無效。

在開始更改任何參數(shù)之前，請確保/boot/config.txt文件已備份。

由于不同型號的樹莓派的性能各有差異，所以，只能通過嘗試各種參數(shù)來確定正確的值。這意味，每個樹莓派上的最佳值都要在各自的設(shè)備上單獨(dú)進(jìn)行測試才能找到。

超頻時所出現(xiàn)的問題

大多數(shù)超頻問題都會在發(fā)生時立即顯示，并暫停啟動。如果發(fā)生這種情況，請?jiān)谙麓螁訒r按住“shift”鍵。這將暫時禁用所有超頻，允許你啟動，然后再對相應(yīng)的設(shè)置進(jìn)行編輯。

超頻方法

通過此方法，你就可以知道如何調(diào)整CPU，GPU和內(nèi)存頻率的值，從而獲得更好的性能，這其中也包括調(diào)整“over_voltage”參數(shù)，其目的就是讓超頻硬件穩(wěn)定工作。另外一種方法就是通過調(diào)整內(nèi)存頻率來超頻你的樹莓派3，此時，我將通過ZRAM的方式來進(jìn)行監(jiān)控。所以，我只需執(zhí)行以下操作：

1.以下是樹莓派3的默認(rèn)值：

arm_freq=1200

gpu_freq=400

core_freq=400

sdram_freq=450/pre>

over_voltage_sdram=0

2.這樣，我就可以向/boot/config.txt文件寫入以下配置，然后重新啟動樹莓派。

arm_freq=1300

gpu_freq=500

sdram_freq=500/pre>

over_voltage_sdram=0

3.如果樹莓派啟動并運(yùn)行，我可以進(jìn)一步嘗試下一個配置，即將arm_freq的值提高到1500，保存并重新啟動。

4.如果你的樹莓派無法啟動或運(yùn)行不穩(wěn)定，請計算over_voltage_sdram的值，直到Pi運(yùn)行正常。

5.如果調(diào)整over_voltage_sdram無助于穩(wěn)定你的樹莓派的運(yùn)行或者連啟動都無法進(jìn)行，那么你必須減小arm_freq值直到樹莓派再次運(yùn)行。另外，請注意，每次更改/boot/config.txt文件后都必須重新啟動系統(tǒng)。

如何用ZRAM超頻

ZRAM方法是增加樹莓派設(shè)備性能的附加選項(xiàng)，這種方法會要求你擴(kuò)充內(nèi)存，超頻可以通過使用壓縮內(nèi)部存儲器的ZRAM來完成。

ZRAM使用壓縮算法LZ4和LZO，其中LZO是默認(rèn)值，該算法會創(chuàng)建一個塊設(shè)備（block device），它可以用于交換或作為通用的RAM磁盤。

如何加載ZRAM？由于ZRAM已經(jīng)集成到Linux內(nèi)核中，我只需要使用命令sudomodprobezram來加載模塊即可。要檢查ZRAM模塊是否正在運(yùn)行，請執(zhí)行下面所示的命令sudolsmod| grep ZRAM。

如果我要為樹莓派優(yōu)化設(shè)置ZRAM，則可以從GitHub獲取腳本zram.sh。該腳本為每個CPU內(nèi)核都創(chuàng)建了一個額外的壓縮RAM交換磁盤，并在不需要在進(jìn)一步的配置，就可以將它們激活。

你可以使用以下命令下載腳本：

sudo wget -O /usr/bin/zram.sh https://raw.githubusercontent.com/novaspirit/rpi_zram/master/zram.sh

然后，使其可執(zhí)行，如下所示。

現(xiàn)在，在激活ZRAM之前，先看看內(nèi)存信息。 free -h和swap -s命令顯示，我在樹莓派中只激活了100MB的交換空間。

現(xiàn)在我可以用命令運(yùn)行ZRAM：

sudo zram.sh

該腳本將為每個CPU內(nèi)核生成一個大小約為232 MB的交換空間，如果我再次通過free -h命令檢查，它將顯示交換空間增加到1GB。

通過再次運(yùn)行swap -s，我可以看到有四個額外的交換空間分區(qū)被創(chuàng)建和運(yùn)行。

為了在啟動時將樹莓派設(shè)置為自動運(yùn)行的ZRAM，我必須編輯/etc/rc.local文件并退出0行之前插入/usr/bin/zram.sh＆行。然后，你就可以檢查/etc/rc.local文件的結(jié)尾。

重新啟動樹莓派后，就會出現(xiàn)配置了ZRAM內(nèi)存的標(biāo)識。不過，我還是要使用free -h和swap -s命令再次檢查，以確保ZRAM啟動并運(yùn)行。

超頻狀態(tài)下的性能測試

現(xiàn)在，在我完成樹莓派的超頻后，我希望再次對樹莓派進(jìn)行一下性能測試，看看設(shè)備是否正常。為此，我會再次運(yùn)行以下命令。

sysbench --test=memory --cpu-max-prime=2000 --num-threads=4 run

輸出結(jié)果如下：

正如你所看到的，所有的測試值都比未超頻時的要好，上圖中，綠色標(biāo)注的值是未超頻時的運(yùn)行值。

如何刪除超頻

如果你想從樹莓派中刪除超頻，只需從/boot/config.txt文件中刪除更改即可。如果你是通過創(chuàng)建備份文件的方法實(shí)現(xiàn)的，只需將其復(fù)制回/ boot目錄并覆蓋config.txt文件即可。

另外，你必須從/etc/rc.local文件中刪除/usr/bin/zram.sh＆行。然后重新啟動樹莓派，所有超頻配置都將被禁用。

總結(jié)

現(xiàn)在我已經(jīng)成功超頻了我的樹莓派設(shè)備，并可以開始在這個經(jīng)過加速的ARM設(shè)備上做不同的有趣項(xiàng)目了。

另外，很多人都想知道他們的超頻樹莓派3究竟能用來做什么？

首先，如果你的樹莓派在超頻后運(yùn)行穩(wěn)定，那你肯定會得到更好的設(shè)備性能，運(yùn)行速度，這不是很好嘛。例如，你可以嘗試運(yùn)行具有較高技術(shù)要求的x86應(yīng)用程序，并運(yùn)行負(fù)荷量較大的工作，例如大量運(yùn)算。要在樹莓派以及其他ARM設(shè)備上運(yùn)行x86應(yīng)用程序，你還需要額外的軟件，比如，與Wine結(jié)合的Exagear Desktop。你可以在我的博客上找到很多這樣的例子，比如：

1.樹莓派上的Plex媒體服務(wù)器，在這個案例中，我安裝并啟動Plex來管理樹莓派上的媒體集成應(yīng)用。

2.在樹莓派上運(yùn)行Spotify，該案例包含了在樹莓派上存儲、傳輸和管理音樂（音頻）文件的情況，它可以作為一個穩(wěn)定和廉價的音樂存儲服務(wù)器。

3.在樹莓派上運(yùn)行Dropbox，樹莓派上的Dropbox會為你的項(xiàng)目文件構(gòu)建自己的文件存儲和智能備份系統(tǒng)。

4.樹莓派上的TeamSpeak 3服務(wù)器（語音服務(wù)器），如果你是一個玩家（或一個玩家團(tuán)隊(duì)），那這個案例將會為你的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建一個音頻通信環(huán)境。

5.谷歌Chrome上的樹莓派，這個案例描述了在Raspbian上安裝和運(yùn)行Google Chrome瀏覽器的復(fù)雜任務(wù)，該瀏覽器可用于其他開源瀏覽器無法解決的任務(wù)。

6.在樹莓派上的Netflix，這是Google Chrome瀏覽器使用情況的一個很好的案例。 Netflix可以通過這個瀏覽器更好地運(yùn)行。但在實(shí)現(xiàn)技術(shù)上都相當(dāng)有難度。事實(shí)上，在沒有超頻的情況下，在樹莓派上運(yùn)行Netflix這樣的應(yīng)用程序是相當(dāng)困難的。

7.利用樹莓派+RetroPie做一個懷舊游戲機(jī)，偶爾會好懷念小時候跟朋友一起玩小霸王的日子，那時候很少家里有游戲機(jī)的人，一臺游戲機(jī)有好幾個朋友在等著玩，那時候能玩的東西不多，但日子過得簡單而開心。雖說現(xiàn)在萬能的淘寶還可以買到小霸王游戲機(jī)，但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如自己做一個出來的成就感來的強(qiáng)。

另外，請注意，Exagear Desktop幾乎可以在樹莓派和其他基于ARM的設(shè)備上運(yùn)行任何x86應(yīng)用程序，包括但不限于Odroid，Banana Pi，Beagleboard，Cubox，Jetson，Cubieboard等。