De Raspberry Pi 3 overklokken

Hoewel de oudere modellen Raspberry Pi 3B en 3B niet zo krachtig zijn als de Pi 4 of de nieuwe Pi 5, kun je hun prestaties verbeteren door de CPU te overklokken. Dit zorgt ervoor dat de processor op een hogere maximumsnelheid draait, maar je moet wel een manier vinden om de extra warmte af te voeren om te voorkomen dat de CPU thermisch afremt en de stabiliteit in het gedrang komt.

Om te beginnen met overklokken op je Raspberry Pi 3, volg je best de opeenvolgende procedure die hieronder wordt beschreven, culminerend in een zware evaluatietest die de prestatiemogelijkheden zal bepalen.

Waarom je Raspberry Pi 3 overklokken?

Het versnellen van het operationele tempo van een Raspberry Pi 3B voorbij de normale 1,2 Gigahertz basislijn naar een snellere snelheid van ongeveer 1,3 Gigahertz of mogelijk meer heeft geleid tot een licht verhoogd gevoel van responsiviteit tijdens het doorkruisen van de grafische gebruikersinterface, naast een verbetering van de algehele functionaliteit bij het uitvoeren van veeleisende taken, bijvoorbeeld bij het gebruik van een Raspberry Pi gaming platform uitgerust met RetroPie. Daarnaast is het mogelijk om de verwerkingssnelheid van de Raspberry Pi 3B\ te verhogen tot boven de bestaande snelheid van 1,4 Gigahertz.

Het overklokken van een Raspberry Pi 3B of 3B\ kan nadelen hebben, omdat het de levensduur kan verkorten en mogelijk garanties van de fabrikant ongeldig kan maken door de optie ‘forceer_turbo=1’ te gebruiken om de turbomodus te activeren. Degenen die dit doen, moeten dus voorzichtig zijn, vooral als ze hogere kloksnelheden willen bereiken.

Hou Het Koel Om Throttling Te Vermijden

Bij het overklokken van een Raspberry Pi 3B is het noodzakelijk om rekening te houden met de CPU-temperatuur. Het System-on-Chip (SoC) van de Raspberry Pi bevat een thermisch beschermingsmechanisme dat de kloksnelheid van de CPU verlaagt als de temperatuur boven de 80°C komt. Dit mechanisme is ook van toepassing op de GPU en kan maximaal gas geven bij 85°C.

De Raspberry Pi 3B maakt gebruik van thermische begrenzing wanneer de temperatuur 60°C bereikt, wat een relatief lage drempel is. Het is echter mogelijk om deze limiet te verhogen naar 70°C door een parameter in het configuratiebestand aan te passen. Interessant is dat de Raspberry Pi 3B\ een ingebouwde warmteverdeler heeft die bijdraagt aan het glanzende zilveren uiterlijk van het bord. Door het inbouwen van een dergelijk onderdeel is het apparaat in staat om een hogere standaard maximale CPU kloksnelheid van 1,4GHz te bereiken in tegenstelling tot de 1,2GHz van de Pi 3B. Gebruikers kunnen er echter nog steeds voor kiezen om het koelmechanisme te verbeteren als dat nodig is.

Afbeelding Credit: Raspberry Pi

Op Raspberry Pi single-board computers, met uitzondering van de in het toetsenbord geïntegreerde Pi 400, kan passieve koeling worden toegepast door een koellichaam met thermische pasta op het System on Chip (SoC) van de Pi 3B of 3B te bevestigen. Daarnaast hebben bepaalde Raspberry Pi-behuizingen een geïntegreerd koellichaam in hun ontwerp.

Daarnaast kan men passieve koelmethodes gebruiken, zoals koellichamen en thermische pads, die geen externe stroombronnen nodig hebben. Sommige Raspberry Pi-behuizingen zijn uitgerust met ventilatoren die in het ontwerp geïntegreerd zijn of extern bevestigd zijn voor extra ventilatie. Het gebruik van deze koelmechanismen kan de temperatuur optimaal houden tijdens intensieve computerwerkzaamheden en bij het bewust overklokken van de processor van het apparaat.

Hoe een Raspberry Pi 3 overklokken

Op een vergelijkbare manier als bij andere Raspberry Pi-apparaten die het officiële Raspberry Pi-besturingssysteem gebruiken, kan men de verwerkingssnelheid van de centrale verwerkingseenheid (CPU) aanpassen door de configuratie-instellingen in het bestand config.txt te manipuleren dat tijdens het eerste opstartproces van het apparaat wordt gebruikt.

Voordat je verder gaat met updates of upgrades, is het raadzaam om ervoor te zorgen dat je systeem volledig is bijgewerkt en geüpgraded. Om een terminalvenster te openen, kun je op het pictogram in de bovenste menubalk klikken of naar “Menu” gaan en “Accessoires” selecteren, gevolgd door “Terminal”. Eenmaal in de terminal voer je gewoon de juiste opdracht in om je systeem bij te werken en te upgraden.

 sudo apt update && sudo apt upgrade -y 

Installeer Monitoring Tools

Voordat je je Raspberry Pi 3B of 3B+ gaat overklokken, is het raadzaam om jezelf uit te rusten met een aantal waardevolle hulpprogramma’s om de configuraties en operationele parameters van het apparaat te beoordelen. Om te beginnen is het verstandig om de Neofetch systeeminformatie in het systeem te installeren:

 sudo apt install neofetch 

Installeer vervolgens het Stressberry hulpprogramma voor stresstests:

 sudo apt install stress
sudo pip3 install stressberry 

Voer het volgende uit om de huidige systeeminformatie te bekijken:

 neofetch 

Het uitvoeren van een voorlopige evaluatie op de standaard werkfrequentie wordt aanbevolen voordat u overweegt de verwerkingscapaciteiten te verhogen door middel van overklokken. De basisevaluatie kan worden uitgevoerd door een rekentaak uit te voeren die gebruik maakt van alle beschikbare processorkernen en deze gedurende honderd seconden uit te voeren. Dit biedt een referentiepunt om te vergelijken met de prestaties na het overklokken. Als je bijvoorbeeld een Raspberry Pi 3 Model B gebruikt, zal de typische snelheid van de centrale verwerkingseenheid (CPU) 1,2 gigahertz (GHz) zijn. Als je daarentegen een Raspberry Pi 3 Model B+ gebruikt, zal de CPU-snelheid standaard 1,4 GHz zijn. Voer het volgende commando uit om het initiële stresstestonderzoek uit te voeren op de vooraf ingestelde

 stressberry-run -n "My Test" -d 100 -i 30 -c 4 mytest1.dat 

Na het bereiken van een consistente basistemperatuur, die enige tijd nodig kan hebben om te stabiliseren, zal de stresstest beginnen, waarbij elke iteratie de huidige CPU-temperatuur en frequentie in megahertz (MHz) weergeeft op aparte regels.

Bewerk het bestand Config.txt om te overklokken

Om het overklokproces van de Raspberry Pi 3B of Pi 3b+ te starten, moeten we nu de instellingen voor de CPU-snelheid aanpassen. Om het configuratiebestand te openen, gebruik je de teksteditor nano en open je het document “config.txt”.

 sudo nano /boot/config.txt 

Scroll naar beneden om het gedeelte met de tekst “#uncomment to overclock the arm” te vinden en verwijder de regel er direct onder. Het is belangrijk om op te merken dat deze specifieke sectie mogelijk niet bestaat in het configuratiebestand met de naam “config.txt” dat wordt gebruikt door de Bookworm-variant van Raspberry Pi OS; maar zelfs zonder de aanwezigheid ervan, kan men nog steeds de regels hieronder opnemen voor overklokdoeleinden.

Als je een Raspberry Pi 3 Model B gebruikt, neem dan de volgende stukjes code over:

 arm_freq=1300
core_freq=500
gpu_freq=500
over_voltage=4
sdram_freq=500 

We hebben de maximale kloksnelheid van de CPU verhoogd naar 1,3 GHz en de maximale kernfrequentie naar 500 MHz (respectievelijk 1,2 GHz en 400 MHz). Daarnaast hebben we de snelheid van de GPU verhoogd van 400 MHz naar 500 MHz (dit is een optionele stap) om de algehele prestaties te verbeteren. Verder hebben we het kernspanningsniveau marginaal verhoogd met over\_voltage ingesteld op 4 en hebben we de SDRAM-frequentie verhoogd voor betere resultaten.

Als we een Raspberry Pi 3B gebruiken, moeten we als alternatief de volgende configuratieparameters gebruiken:

 arm_freq=1450
core_freq=500
gpu_freq=500
over_voltage=4
sdram_freq=500 

We verhogen de kloksnelheid van dit Raspberry Pi-model stapsgewijs van de standaard 1,4 Gigahertz naar 1,45 Gigahertz, terwijl we in alle andere opzichten consistent blijven met de instellingen die zijn toegepast op de Raspberry Pi 3B.

Om de nieuw opgeslagen aanpassingen in het BIOS toe te passen, is het nodig om de Nano teksteditor te sluiten en de wijzigingen op te slaan door op “Ctrl \+ X” te drukken, gevolgd door bevestigen met “Y” en de “Enter” toets in te drukken. Daarnaast is een herstart van het systeem nodig om de overklokinstellingen op de Raspberry Pi 3B of 3B+ modellen te activeren.

 sudo reboot 

Voer na het herstarten van de Raspberry Pi de neofetch commandoregelhulpprogramma nogmaals uit om de bijgewerkte verwerkingskracht te controleren die wordt weergegeven op de systeeminformatiepagina. Met name voor het Raspberry Pi 3B\ model zal de uitvoer een kloksnelheid van 1,5 Gigahertz aangeven in plaats van de werkelijke waarde van 1,45 GHz. Dit laatste getal is echter de juiste prestatiemaat voor dit specifieke apparaat.

Uw overklokte Pi 3B/3B testen op stress

We herhalen de vorige stressanalyse door Stressberry voor dit doel te gebruiken:

 stressberry-run -n "My Test" -d 100 -i 30 -c 4 mytest2.dat 

De huidige iteratie zou moeten laten zien dat de kloksnelheid van de centrale verwerkingseenheid een verhoogde frequentie bereikt van duizend driehonderd megahertz, wat overeenkomt met dertien gigahertz, of duizend vierhonderdvijftig megahertz, wat overeenkomt met duizend vierhonderdvijfenveertig megahertz, op het model Raspberry Pi 3B. Daarnaast zal de thermische dissipatie van de processor naar verwachting ook toenemen, waardoor de operationele temperatuur in bepaalde scenario’s boven de tachtig graden Celsius kan komen zonder enige vorm van koeling. Het implementeren van de juiste koelmaatregelen kan dergelijke verhoogde temperaturen mogelijk beperken of minimaliseren, waardoor automatische throttling wordt voorkomen of verminderd totdat de temperatuur terugkeert naar normale niveaus.

Om het thermische smoorpunt te verhogen van 60 graden Celsius naar 70 graden Celsius op een Raspberry Pi 3B\ zonder extra koelmaatregelen, kan men het configuratiebestand bewerken door de aangegeven regel toe te voegen en het apparaat vervolgens opnieuw op te starten.

 temp_soft_limit=70 

Pi 3 overklokken naar hogere snelheden

Om de verwerkingscapaciteit van een Raspberry Pi 3B of 3B+ te verhogen met behoud van stabiliteit, is het noodzakelijk om een effectieve oplossing voor thermisch beheer te implementeren. Opgemerkt moet worden dat het verhogen van het overklokvoltage boven 6 vereist dat het commando “force\_turbo=1” in het configuratiebestand (config.txt) wordt opgenomen, waardoor de garantie op het apparaat vervalt.

Een paar mensen hebben laten weten dat ze de kloksnelheid van de Raspberry Pi 3B zonder problemen konden verhogen tot 1,5 GHz, terwijl anderen erin geslaagd zijn om de Raspberry Pi 3B\+ nog verder op te drijven tot een opmerkelijke 1,6 GHz met behulp van zowel actieve als passieve koelmethoden. Het is echter mogelijk dat deze resultaten niet consistent zijn voor alle apparaten.

Het overklokken van de Raspberry Pi 3B/3B\ tot zulke hoge snelheden brengt risico’s met zich mee. Mocht de verhoogde kloksnelheid resulteren in instabiliteit van het systeem, dan kan het verstandig zijn om de overklok te verlagen of de passieve en actieve koelmechanismen van het apparaat te verbeteren. Helaas kan een poging om de grenzen van overklokken op te zoeken ertoe leiden dat het systeem bij het opstarten de desktop niet bereikt.

Wat als de Raspberry Pi 3 niet wil opstarten?

Als uw Raspberry Pi 3B/3B+ problemen ondervindt bij het opstarten na aanpassingen in het bestand ‘config.txt’, wees dan gerust. Er bestaat een eenvoudige oplossing waarbij je de ‘Shift’-toets ingedrukt houdt tijdens het initialisatieproces om de overklokinstelling tijdelijk uit te schakelen, waardoor het apparaat normaal kan functioneren. Vervolgens kan het verstandig zijn om het eerder toegepaste overklokniveau te verlagen voor optimale prestaties.

In het geval dat de Raspberry Pi niet aangaat na het proberen van de vorige oplossingen, kan men zijn toevlucht nemen tot het loskoppelen van het apparaat van de voedingsbron, de microSD-kaart verwijderen en deze in een aparte computer plaatsen met behulp van een compatibele USB-kaartlezer voor bewerkingsdoeleinden. De gebruiker kan dan de overklokconfiguraties wijzigen of uitschakelen door een voorafgaand “#” teken te plaatsen aan het begin van elke configuratieregel in het bestand “config.txt” dat zich in de map “/boot/overclock/” bevindt.

Raspberry Pi 3 Overklokken is eenvoudig

Het overklokken van de Raspberry Pi 3B of 3B+ kan relatief eenvoudig worden uitgevoerd. Het kan echter nodig zijn om het overspanningsniveau te verhogen naarmate de kloksnelheid toeneemt. Het is belangrijk om op te merken dat het te ver doorvoeren van de overklok mogelijk de levensduur van het apparaat kan verkorten.

Door de verwerkingscapaciteiten van je Raspberry Pi te verbeteren door middel van overklokken, wordt verwacht dat je meer veeleisende rekentaken kunt uitvoeren, zoals het afspelen van high-definition video en emulatie van vintage videogames met een grotere efficiëntie. De uitgebreide mogelijkheden die dit biedt zijn uitgebreid en openen nieuwe wegen voor het gebruik van je Raspberry Pi in verschillende toepassingen buiten het conventionele gebruik.