将 RP2040 超频到 1GHz

树莓派 PICO 和 RP2040 相关应用讨论
回复
头像
shaoziyang
帖子: 3917
注册时间: 2019年 10月 21日 13:48

将 RP2040 超频到 1GHz

#1

帖子 shaoziyang »

不要在家里尝试这个:将 RP2040 超频到 1GHz


事实证明,经过一些非常特殊的处理,RP2040可以超频到惊人的速度。

图片
无论是学习 MicroPython 的基础知识、将硬件与 GPIO 连接,还是学习如何为嵌入式应用程序编写 C 语言,它都能提供很多东西。 事实证明,RP2040 是一个出色的超频平台,能够达到 1GHz,甚至优于原始的 Raspberry Pi。

为了比较 Pi 和 Pico 之间的性能,我使用了 Dhrystone 基准测试,这是由 Reinhold Weicker 在 1984 年创建的行业标准。我在 Pico 上使用的版本由 Roy Longbottom 编写,一位资深的基准测试人员。 我还使用 Roy 的可执行文件在 Pi 1 Model B 和零 W 上运行 Dhrystone。应该注意的是,Roy 在 700MHz 的 Pi 上和 1GHz 上的 Dhrystone 分数高于我能够达到的分数——Pico 为1GHz 仍然以 700MHz 击败 Pi,但在 1GHz 时输给了 Pi。 图片Pico(使用 RP2040)和 Pi 1 和 Zero W(均使用 BCM2835)上的 Dhrystone 分数

RP2040 的系统时钟最大速度为 133MHz——对于微控制器来说这是一个非常可观的频率,但与现代计算机的千兆赫频率相差甚远。 超频可以帮助缩小这一差距,但要一直达到 1GHz,本书中的每一个技巧都需要真正将 RP2040 推向其极限(甚至远超极限)。


超频基础:工艺、电压和温度

在我们继续之前,重要的是要注意,在 RP2040 数据表中给出的限制之外运行您的 RP2040 将使您的保修失效,因此如果您决定超频您的 RP2040,请继续自担风险! 决定任何处理器频率的三个关键因素——工艺(可以被认为是硅的固有速度)、电压和温度。 处理器的基本频率将反映工艺、电压和温度的最坏情况,因为处理器制造商需要能够保证在所有条件下都能满足基本频率。 超频用于通过尽可能多地提高芯片工艺允许的频率来解锁给定芯片的全部性能(对于给定的电压和温度)。

图片

超频者通常会尝试通过降低处理器温度和增加电压来最大化频率。 为了进一步增加他们的机会,他们可能会尝试寻找一个“黄金芯片”,一个工艺特别快的芯片。 在 RP2040 上,可以通过找到在给定电压和温度下具有最高环形振荡器频率的芯片来跨芯片比较工艺。


在 RP2040 上达到 1 GHz

为了充分利用 RP2040 的超频,有一些技巧有助于获得更高的频率。 首先是将超频脚本复制到 RAM,因为一旦 RP2040 超过大约 260 到 270MHz,RP2040 使用的 SPI 闪存速度就不够。另一个技巧是使用环形振荡器作为系统时钟,它能够根据电压和温度动态改变频率,这意味着它将始终以芯片允许的速度运行。 这通常意味着您可以获得比使用默认晶体振荡器小的优势。 然而,为了充分利用环形振荡器,有必要更改它的一些参数:将分频器设置为 1,级数设置为 2,将驱动强度设置为最大值将使频率最大化。 有关如何执行上述所有操作的更多详细信息,已放在 GitHub 上 。 在超频尝试中,我试图通过切断 Pico 上 VREG_OUT 引脚和 DVDD 引脚之间的轨道来最大化我可以提供给 RP2040 的电压。 DVDD 引脚为 RP2040 提供电压,因此我焊接了与外部电源的连接,以直接控制 RP2040 的核心电压。

图片
超频尝试后的Pico

为了将温度降至最低,我使用 Peltier 冷却器将温度降至 -40°C。 一旦芯片被彻底降温,就开始增加电压。 为了达到 1GHz,我不得不将电压一直提高到 3V,这比默认的 1.1V 有了很大的提高。 然而,该芯片在 3V 电压下无法长时间运行。 我能够运行 Dhrystone 几次,但是在如此高的电压下大约两分钟后,芯片就坏了,再也无法运行。


https://www.raspberrypi.com/news/dont-t ... 0-to-1ghz/
 
 
 
 

回复

  • 随机主题
    回复总数
    阅读次数
    最新文章