オーバークロッカーのエキスパート、Pieter-Jan Plaisier（別名ScatterBencher）氏が、再びRaspberry Piに注目しています。先日公開された動画チュートリアルでは、この筋金入りの技術愛好家がRaspberry Pi 5と数々の高度なハードウェアおよびソフトウェアツールを駆使し、お気に入りのシングルボードコンピューターを4GHz以上にまで引き上げる試みを披露しました。しかし残念ながら、ScatterBencher氏は当初の目標を果たせませんでした。高度な冷却技術と大量の液体窒素を駆使したにもかかわらず、3.6GHzで壁にぶつかってしまったのです。この速度は、空冷式の標準デバイスであれば達成可能なものでした。
3.6GHz Pi 5 | 世界最速のRaspberry Pi 5 8GB - YouTube
ScatterBencher氏は、最新のRaspberry Pi OSとNUMAパッチというソフトウェアのみで、これまでよりもはるかに優れた結果を達成しました。動画の冒頭では、最新のソフトウェアとシンプルな空冷システムだけで、3.0GHzを超える動作周波数を容易に実現できたことを示しています。グラフからもわかるように、適切な空冷システムを使用することで、Raspberry Piの動作周波数は標準時よりも約30%高速化しました。Raspberry Pi 5のBroadcom BCM2712 SoCは、標準時で2.4GHzで動作します。
ソフトウェア面での成果に満足したScatterBencherは、当然のことながらオーバークロックのさらなるステップアップを見据え、Elmor Labs台北オフィスに拠点を構えました。最初のステップは、Raspberry Piを液体窒素（LN2）冷却で動作させることでした。Raspberry PiのPCB上の部品配置の都合上、ScatterBencherが使い慣れたLN2冷却ポットの中には適さないものもありました。しかし、SoCにうまく収まる薄型で背の高いポットを見つけました。簡単なテストランで、LN2冷却されたRaspberry Pi SoCはLN2冷却で3.2GHzを達成し、Geekbenchも問題なく動作しました。
オーバークロックの専門家は徐々にクロックを上げましたが、3.6GHzで限界に達しました。それ以降は、何をしてもRaspberry Piがフリーズしたりクラッシュしたりしました。ScatterBencherは液体窒素（LN2）冷却を摂氏-90度程度まで下げましたが、温度スケーリングが不十分だと訴え、結果は改善しませんでした。オーバークロッカーは、この温度以下になるとRaspberry Piに別の問題が発生するため、SBCの冷却には一種のハードルがあるのだ、と説明しました。
電力供給に着目し、ScatterBencherはElmor Ample-X1電源カードを使用することにしました。まず、インダクタをいくつか取り外し、太い電源線を追加し、それでも問題がないことを確認しました。Ample-X1を接続し、より強力な電力供給を実現したScatterBencherは、電圧を1.2V以上に上げ、指針を1.55Vまで上げることができましたが、ここでもスケーリングは達成できませんでした…
ScatterBencher氏は、オーバークロッカーにとって最高のツールである低温や高電圧でもスケーリングが見られなかった理由を深く考えました。彼は、位相同期回路（PLL）のロックの問題か、それともSoC内の他のコンポーネントが意図せずクロックアップされて限界に達しているのかを推測しました。
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しかし、まだ未開拓の道がありました。Raspberry Pi 5の標準水晶発振器は54MHz固定で動作します。これを熱風で取り外し、Elmor LabsのECB（外部クロックボード）に交換しました。しかし残念なことに、発振器の調整機能を使っても、ScatterBencherはベンチマークでは3.4GHz、OSを負荷をかけずに動作させるだけで3.6GHzという同じ「周波数の壁」にぶつかってしまいました。
まとめると、ScatterBencher氏は4GHzという周波数はRaspberry Pi 5には高すぎると判断しました。液体窒素（LN2）、電源、発振器の改造など、利用可能な最高のツールを使っても、3.6GHzしか達成できませんでした。これは常温冷却でも同じ限界だと彼は言います。それでも、熟練のオーバークロッカーである彼は、この旅に満足しており、Raspberry Pi、Arm、そしてLinuxについてさらに学ぶことができました。
マーク・タイソンはトムズ・ハードウェアのニュース編集者です。ビジネスや半導体設計から、理性の限界に迫る製品まで、PCテクノロジーのあらゆる分野を網羅的にカバーすることに情熱を注いでいます。
