Với giá bán lẻ khoảng $40, Raspberry Pi 4 đã cho bạn nhiều hiệu suất cho đồng tiền, nhưng bạn có thể榨取 (get even more) hơn từ máy tính đơn board mạnh mẽ này bằng cách ép xung (overclocking).
Ép xung CPU và GPU thường mang lại tăng hiệu năng đáng kể, đặc biệt hữu ích nếu bạn thực hiện các tác vụ tốn tài nguyên, như chơi game, stream media độ phân giải cao, hoặc dùng Raspberry Pi như một mini laptop.
Bất kể bạn định dùng toàn bộ sức mạnh thêm đó như thế nào, đến cuối bài viết này bạn sẽ đã thành công tăng tốc CPU và GPU của Raspberry Pi 4.
Trước Khi Bắt Đầu: Mọi Thứ Bạn Cần Biết Về Ép Xung
Ép xung nghĩa là đặt CPU và bộ nhớ chạy ở tốc độ cao hơn mức tốc độ chính thức (official speed grade).
Mặc dù có lợi ích hiệu năng, nhiều người tránh ép xung vì sợ mất bảo hành. Khác với một số tổ chức, Quỹ Raspberry Pi (Raspberry Pi Foundation) ủng hộ ép xung, vì vậy bạn có thể làm theo hướng dẫn này mà không lo mất bảo hành. Tuy nhiên, hãy lưu ý một số sửa đổi sẽ làm mất bảo hành, chẳng hạn như "overvaulting" (tăng điện áp quá mức). Nếu bài viết này khiến bạn háo hức khám phá các cách khác để tăng hiệu năng thiết bị, bạn nên xem kỹ hướng dẫn của Quỹ Raspberry Pi để đảm bảo không vô tình làm mất bảo hành!
Chuẩn Bị
Để hoàn thành hướng dẫn này, bạn cần:
- Raspberry Pi 4
- Bàn phím và cách kết nối bàn phím này với Raspberry Pi
- Màn hình
- Cáp micro HDMI
- Thẻ SD tương thích với mẫu Raspberry Pi. Bạn sẽ xóa thẻ SD này, nên chắc chắn nó không chứa gì bạn muốn giữ.
- Nguồn cấp điện chất lượng tốt. Khi chạy Raspberry Pi 4 ở tốc độ gốc, bạn có thể dùng hầu như bất kỳ nguồn cấp điện thứ ba tương thích nào, nhưng nếu bạn sẽ ép xung Raspberry Pi, bạn nên chọn Nguồn Cấp Điện Toàn Cầu Raspberry Pi chính hãng (Raspberry Pi Universal Power Supply). Bằng cách dùng nguồn chính hãng, bạn có thể tin tưởng Raspberry Pi có đủ điện để chạy ở tốc độ ép xung.
- Cách làm mát Raspberry Pi. Khi processor làm việc chăm chỉ hơn, nó nóng hơn. Nếu bạn không giảm nhiệt do Raspberry Pi sản sinh, nó sẽ nhanh chóng chạm đến điểm thermal throttling (giảm tốc do nhiệt), và bạn sẽ không nhận được lợi ích đầy đủ của ép xung. Có nhiều lựa chọn làm mát Raspberry Pi, bao gồm tản nhiệt (heat sinks), quạt độc lập hoặc vỏ có quạt tích hợp, hoặc bạn thậm chí có thể phiêu lưu và tự xây dựng hệ thống làm mát nước!
Khi đã có công cụ, bạn đã sẵn sàng tăng tốc CPU và GPU.
Cài Đặt Hệ Điều Hành Raspberry Pi OS Chính Thức
Với mục đích hướng dẫn này, chúng ta sẽ ghi hệ điều hành Raspbian vào thẻ SD, dùng Etcher. Nếu chưa có Etcher, bạn có thể tải miễn phí từ trang web Balena.
- Truy cập trang web Raspbian và tải phiên bản mới nhất.
- Cắm thẻ SD vào laptop hoặc máy tính.
- Khởi chạy ứng dụng Etcher.
- Trong Etcher, nhấp "Select image" và chọn hình ảnh hệ thống Rasbian vừa tải.
- Nhấp "Select target" và chọn phương tiện boot đích, trong trường hợp này là thẻ SD.
Etcher sẽ ghi hình ảnh hệ thống Raspbian vào thẻ SD.
Khởi Động Vào Raspbian
Khi Raspbian đã cài đặt:
- Tháo thẻ SD từ laptop/máy tính và cắm vào Raspberry Pi.
- Kết nối màn hình với Raspberry Pi bằng cáp micro HDMI.
- Kết nối bàn phím với Raspberry Pi.
- Cắm Raspberry Pi vào nguồn.
Raspbian sẽ tự động khởi động.
Cân Nhắc Cập Nhật Lên Phiên Bản Thử Nghiệm Mới Nhất
Nếu bạn muốn trải nghiệm khả năng ép xung mới nhất, bạn sẽ cần nâng cấp Raspbian lên bản firmware thử nghiệm (experimental firmware) mới nhất. Lưu ý bản thử nghiệm có cơ hội chứa bug, lỗi và sai sót cao hơn, vì vậy bạn không nên dùng chúng trong môi trường sản xuất (production).
Để cập nhật firmware, chọn ứng dụng Terminal nhỏ trên thanh công cụ và chạy lần lượt các lệnh sau:
sudo apt update sudo apt dist-upgrade
Khi được nhắc, nhấn "y" cho "yes". Giờ chạy lệnh tiếp theo:
sudo rpi-update
Khi được nhắc, gõ "y" lần nữa.
Bạn cần khởi động lại hệ thống để kích hoạt firmware mới, vì vậy nhấp biểu tượng Raspberry Pi nhỏ góc trên bên trái rồi chọn "Shutdown ... -> Reboot".
Benchmark (Điểm Chuẩn) Raspberry Pi
Trước khi ép xung thiết bị, bạn có thể muốn ghi lại thông tin về hiệu năng hiện tại để so sánh sau!
Có nhiều công cụ benchmark trên thị trường, nhưng tôi sẽ dùng Sysbench. Ngoài ra, bạn có thể bỏ qua bước này và đi thẳng đến ép xung.
Trên thanh công cụ Raspbian, chọn biểu tượng Terminal. Gõ lệnh sau vào Terminal:
sudo apt-get install sysbench
Khi Sysbench đã cài đặt, bạn có thể lấy cơ sở hiệu năng Raspberry Pi bằng lệnh sau:
sysbench --test=cpu --cpu-max-prime=2000 --num-threads=4 run > pre-benchmark.txt
Điều này sẽ tạo tệp văn bản "pre-benchmark" chứa thông tin về hiệu năng hiện tại của Raspberry Pi.
Ép Xung CPU
Khi bạn ép xung CPU, bạn tăng tốc độ clock của bộ xử lý trung tâm, cho tăng hiệu năng. Hầu hết khối lượng công việc trên Raspberry Pi chịu ảnh hưởng bởi tốc độ clock chứ không phải đơn vị xử lý đồ họa. Sau khi ép xung CPU, bạn nên trải qua cải thiện hiệu năng dễ nhận thấy, bất kể bạn dùng Raspberry Pi như thế nào.
Để chỉnh sửa tệp config.txt của Raspberry Pi, chúng ta cần đặc quyền nâng cao (elevated privileges), vì vậy chạy lệnh Terminal sau:
sudo nano /boot/config.txt
Tệp config.txt sẽ mở trong trình soạn thảo Nano của Raspbian với đặc quyền root.
Bạn có thể ép xung CPU bằng cách thay đổi một số cài đặt cấu hình cốt lõi sau:
- Cuộn xuống cuối tệp và tìm phần đánh dấu [pi4].
- Trên một dòng mới ngay dưới [pi4], thêm sau:
over_voltage=2 arm_freq=1750
Ngoài ra, nếu bạn đã cài firmware thử nghiệm mới nhất, bạn có thể thử các giá trị này:
over_voltage=6 arm_freq=2147
- Lưu thay đổi với Ctrl + O và thoát tệp với phím tắt Ctrl + X.
Bạn cần khởi động lại Raspberry Pi 4 trước khi cài đặt cấu hình mới được nạp, vì vậy chạy lệnh sau trong cửa sổ Terminal:
sudo reboot
Nếu ép xung thành công, Raspbian sẽ bắt đầu dùng cài đặt cấu hình mới của bạn.
Kiểm Tra Kết Quả!
Nếu bạn đã mất thời gian tạo báo cáo trước khi ép xung, thì bây giờ là lúc tạo báo cáo thứ hai và so sánh kết quả.
Mở cửa sổ Terminal bằng cách nhấp biểu tượng nhỏ trên thanh công cụ, sau đó chạy lệnh sau:
sysbench --test=cpu --cpu-max-prime=2000 --num-threads=4 run > post-benchmark.txt
Điều này sẽ tạo báo cáo "post-benchmark". Để xem báo cáo, chọn biểu tượng tệp trên thanh công cụ Raspbian và mở cả hai tệp "pre-benchmark" và "post-benchmark"; bạn có thể so sánh các báo cáo này để thấy chính xác bạn đã获得 (gain) bao nhiêu tăng tốc CPU!
Ép Xung GPU
Bây giờ chuyển sang GPU:
- Mở Terminal và chạy lệnh sau:
sudo nano /boot/config.txt
- Cuộn đến phần [pi4] và thêm sau trên dòng mới:
gpu_freq=600
Nếu bạn có firmware thử nghiệm mới nhất, bạn có thể thử tăng con số này lên 750.
gpu_freq=750
- Nếu bạn ép xung cả CPU và GPU, có thể điều này quá stress cho cài đặt overvoltage, vì vậy tìm dòng đọc
over_voltage=2và thay nó thành:
over_voltage=6
- Lưu thay đổi với phím tắt Ctrl + O, và thoát ứng dụng Nano bằng phím tắt Ctrl + X.
Giờ tất cả bạn cần làm là khởi động lại Raspberry Pi và thay đổi sẽ có hiệu lực!
Với Raspberry Pi nhanh hơn, bạn có thể dùng nó tốt. Bạn đã thử ép xung thiết bị chưa? Hãy cho chúng tôi biết trải nghiệm của bạn trong bình luận bên dưới!