Raspberry Pi 4: достаточно хорош для игр?

Достаточно ли быстр новый Raspberry Pi 4 для игр? И если да, то в какие игры на нем можно играть? Эта статья ответит на эти вопросы и покажет, как повысить производительность и измерить скорость процессора!

Raspberry Pi 4: достаточно быстро для игр?

Новый 8 ГБ Raspberry Pi 4, возможно, привлек внимание многих, когда он вышел. Дешевый, небольшой микрокомпьютер с возможностями настольного компьютера и объемом памяти. Но достаточно ли этого для игр?

Если вы готовы начать играть с только что купленной Raspberry Pi, ознакомьтесь с нашей статьей «Как быстро настроить Raspberry Pi 4 с Ubuntu 20.04 или 20.10»!

Когда дело доходит до того, чтобы определить, достаточно ли хорош Raspberry Pi 4 для игр, наиболее актуальным вопросом является вопрос, сможет ли он работать достаточно быстро в различных областях. Основными областями, которые следует учитывать, являются скорость диска, скорость процессора и графического процессора, а также размер и скорость памяти.

Начнем с последнего (памяти).

Raspberry Pi 4: скорость памяти

Объем основной памяти будет установлен при первоначальной покупке. Вы можете выбрать (или уже выбрали) модель с 4 ГБ или, возможно, заплатить немного больше за модель с 8 ГБ. Если вы планируете использовать свой Pi 4 для игр и еще не купили его, возможно, лучше потратить немного больше и получить дополнительную память, поскольку это может значительно помочь.

Не только предоставляя больше памяти для ваших игр и операционной системы (что обычно приводит к более высокой производительности), но и предоставляя вам дополнительную опцию, которую вы, возможно, еще не рассматривали; запускать игры в памяти, а не на диске.

Как и все компьютеры, каждый компьютер имеет несколько уровней кэширования. Самые быстрые кэши даже встроены в ваш процессор (центральный процессор) вашего компьютера. Они называются кэшами L1, L2, L3 и т. д., или, другими словами, кэшами уровня 1, уровня 2 и т. д.

Чем выше номер уровня, тем медленнее, но больше кэш. После кеша ЦП самым быстрым «кешем» или «памятью» является ваша основная память. Гораздо больше, чем кэши уровня x вашего процессора, но и намного медленнее.

После основной памяти идет диск. Диски SDD и некоторые SD-карты могут быть очень быстрыми и, опять же, часто намного больше, чем основная память, но почти всегда медленнее, чем основная память.

Можно выделить часть вашей памяти (например, 3-4 ГБ из доступных 8 ГБ) в качестве ramdisk (диска в памяти). Этот виртуальный диск будет энергозависимым (т. е. вы выключите компьютер или Raspberry Pi, и все данные исчезнут!), но он будет намного быстрее, чем ваш подключенный диск или SD-карта.

Таким образом, вы можете создать в памяти рамдиск, скопировать на него свою игру, а затем играть с рамдиска. Сверх быстрый!

Что касается фактической скорости памяти — она довольно фиксированная на Raspberry Pi. На вашем компьютере у вас может быть много настроек настройки и разгона, предусмотренных в интерфейсе BIOS материнской платы, но для Raspberry pi параметры разгона в основном ограничены ЦП и ГП. Для получения дополнительной информации см. параметры разгона Raspberry Pi в config.txt.

Raspberry Pi 4: скорость диска

Скорость диска Raspberry Pi 4 сильно различается в зависимости от варианта. Если вы потратите дополнительные деньги и время на исследования, вы можете получить скорость диска, которая может быть почти такой же хорошей, как на настольном компьютере.

Если вы выберете дешевый и простой путь, скорость диска может стать небольшим кошмаром при попытке заставить игру работать быстро и хорошо.

Существует большая разница между дешевой SD-картой за 20 долларов (она будет медленной!) и быстрой SD-картой, оптимизированной для скорости записи, за 200 долларов. Еще дороже корпуса USB3 SSD с SSD внутри.

Подключение к порту USB3 вашего Raspberry Pi 4 может обеспечить большой объем дискового пространства при высоких скоростях ввода-вывода (ввода/вывода). Еще один интересный вариант — получить корпус USB3-NVMe и использовать диск NVME, но обратите внимание, что некоторые из них могут сильно нагреваться.

Одна из рекомендаций здесь — протестировать некоторые варианты и посмотреть, что работает лучше всего. Если стоимость тестирования слишком высока, вы можете сравнить тесты на онлайн-сайтах, например рейтинги твердотельных накопителей UserBenchmark.

Что касается надежности, обзоры различных твердотельных накопителей на Amazon содержат множество «пользовательских историй», которые могут помочь вам сравнить один диск с другим.

И, как объяснялось ранее, использование ramdrive может быть еще одной жизнеспособной альтернативой — особенно в версии 8 ГБ — при условии, что ваша игра легко поместится в 3-4 ГБ памяти или больше.

Raspberry Pi 4: скорость процессора

Хотя охлаждение ЦП может быть не самой сложной проблемой, поскольку доступно множество корпусов и даже специализированных кулеров ЦП, фактическая скорость ЦП будет иметь значение.

Давайте проведем быструю проверку производительности процессора на Raspberry Pi 4 без разгона:

sudo apt install sysbench
sysbench cpu --threads=64 --cpu-max-prime=999999 run

Сначала мы устанавливаем sysbench, а затем позволяем ему вычислять все простые числа до 99999. Результат:

Несмотря на то, что мы намеренно перегрузили Raspberry Pi слишком большим количеством потоков (ЦП в Raspberry Pi 4 имеет 4 потока, и мы постоянно пытаемся запустить 64 потока), это дает хорошее представление о скорости ЦП в условиях нагрузки.

Давайте сравним это с процессором Intel(R) Core(TM) i9-9900K с тактовой частотой 3,60 ГГц и 16 потоками:

128 событий за 12,2810 с (Raspberry Pi 4) против 322 событий за 10,7433 с (Intel i9-9900K)! Кроме того, во время выполнения теста машина Intel находилась под другой легкой нагрузкой. Большая разница.

Тем не менее, число выше, чем ожидалось, и совсем неплохо, учитывая, что в Raspberry Pi 4 всего 4 потока, и он работает на гораздо более низкой частоте, чем процессор Intel!

Давайте проведем еще один тест, используя md5sum для случайного ввода, и зациклим его 1000 раз. Обратите внимание, что этот тест является однопоточным.

time $(RANDOM=1;for((i=1;i<1000;i++)); do R=$(cat /dev/urandom|tr -d ''|head -n3);md5sum "${R}" >/dev/null 2>&1; done) 2>/dev/null

Чем короче время, тем лучше. Вот результат на Raspberry Pi 4:

И на Intel i9-9900K:

18,427 с (Raspberry Pi 4) против 16,303 с (Intel i9-9900K)! И снова впечатляющий результат для такого небольшого физического устройства! Процессор на этом Raspberry Pi 4 не подвергался никакому охлаждению во время теста (в стоке), не использовались настройки операционной системы и аппаратное обеспечение не разгонялось.

Raspberry Pi 4: скорость графического процессора

Переходя к самому важному фактору в Играх на Raspberry Pi 4, мы сразу же понимаем, что GPU — полностью закрепленный на печатной плате и не подлежащий замене пользователем — будет нашим главным узким местом.

Стандартным графическим процессором в Raspberry Pi 4 является Broadcom VideoCore VI, процессор с низким энергопотреблением, работающий где-то между теоретическими 13,5 и 32 GFLOPS (оценки и расчеты различаются).

Сравните это с теоретической производительностью 177,2 GFLOPS для вычислений FP16 и огромными 11,34 TFLOPS (для вычислений FP32) для обычного графического процессора среднего уровня; NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti. Сразу видно, что играть со скоростью 120 кадров в секунду в разрешении 4K просто не получится.

Интересно отметить, что, хотя графический процессор Raspberry Pi 4 может не сравниться с вашим графическим процессором среднего уровня — как по производительности, так и по объему памяти — его достаточно для запуска установки с двумя мониторами с достаточно высокими разрешениями.

Так это достаточно быстро?

Как и во многих вопросах в ИТ: это зависит. Если вы выберете версию на 8 ГБ и используете оперативную память или SD-карту очень высокого класса (или внешний USB3 NVMe или SSD), вы сможете запускать не только игры в стиле ретро, но и некоторые более современные игры.

Тем не менее, как мы видели, GPU будет вашим ограничивающим фактором (и, возможно, в меньшей степени CPU). Могут быть и другие возможности для изучения, такие как использование внешнего графического процессора, хотя решение будет более сложным.

Если вас интересуют внешние графические карты в сочетании с компьютером Raspberry Pi, вы можете изучить вычислительный модуль Raspberry Pi 4. Наслаждайтесь!