Raspberry Pi drag yarışı: Pi 1’den Pi 5’e performans karşılaştırması

• 2012’de ilk kez piyasaya çıkan Raspberry Pi 1’den 2023’teki Pi 5’e kadar yaklaşık 13 yıllık performans gelişimi gerçek testlerle karşılaştırılıyor
• Pi 5, Pi 1’e kıyasla yaklaşık 600 kat daha hızlı CPU performansı gösterirken GPU performansı da Pi 4’e göre 2,5 kattan fazla artmış durumda
• Güç tüketimi artsa da watt başına performans (Performance per Watt) nesiller boyunca istikrarlı biçimde iyileşti
• PCIe portu ve güç düğmesi eklenen Pi 5, hem genişletilebilirlik hem de gerçek kullanım performansı açısından büyük bir ilerleme gösteriyor
• Her neslin CPU·GPU performansı, güç verimliliği, ağ hızı ve depolama performansı aynı koşullarda ölçüldü

---

Nesillere göre donanım değişimleri

• Raspberry Pi 1 (2012), 700MHz tek çekirdek, 512MB RAM, 100Mb Ethernet, iki adet USB 2.0 ile geldi; WiFi ve Bluetooth desteği yoktu
  • Güç gereksinimi 5V 700mA, fiyatı ise 35 dolardı; o dönemde düşük maliyetli bir bilgisayar olarak dikkat çekti
• Raspberry Pi 2 (2015), 4 çekirdekli Cortex-A7(900MHz) ve 1GB RAM ile performansı artırdı
  • 40 GPIO piniyle genişleme imkânı sundu, microSD yuvasını benimsedi ve akım gereksinimi 800mA’ye çıktı
• Raspberry Pi 3 (2016), 64 bit Cortex-A53(1.2GHz) ile geldi; WiFi ve Bluetooth ilk kez eklendi
  • 3B+ modeli gigabit Ethernet, PoE, çift bant WiFi desteği sundu, akım gereksinimi 1.34A’ye yükseldi
• Raspberry Pi 4 (2019), Cortex-A72(1.5GHz), VideoCore VI GPU ve en fazla 8GB LPDDR4 RAM sundu
  • USB 3.0, çift micro HDMI, Bluetooth 5.0 eklendi, güç bağlantısı USB-C’ye (5V 1.25A) geçti
• Raspberry Pi 5 (2023), Cortex-A76(2.4GHz), VideoCore VII GPU, PCIe portu ve güç düğmesi ile geldi
  • 5V 5A güç gerektiriyor, özel fan konnektörü içeriyor ve başlangıç fiyatı 50 dolar (2GB model)

Performans testi düzeni

• Test kalemleri: 1080P YouTube oynatma, Sysbench CPU, GLMark2 GPU, depolama hızı, iPerf3 ağ, güç tüketimi
• Tüm modellerde en güncel Raspberry Pi OS ve aynı 32GB Sandisk microSD kart kullanıldı
• Isıl kısılmayı önlemek için Ice Tower soğutucu takıldı

Başlıca test sonuçları

• 1080P video oynatma: Pi 1’de tarayıcı çalıştırılamadı, Pi 2’de kare kaybı ağırdı, Pi 3’te iyileşme olsa da hâlâ kararsızdı
  • Pi 4 pencere modunda akıcıydı, Pi 5 ise tam ekranda da sorunsuz oynattı
• CPU performansı (Sysbench): Pi 3, Pi 2’ye göre 18 kat iyileşti; Pi 5 ise Pi 1’in tek çekirdeğine kıyasla 600 katın üzerinde daha hızlı
• GPU performansı (GLMark2): Pi 1~3 100 puanın altında kaldı, Pi 5 ise Pi 4’ten 2,5 kat daha yüksek puan aldı
• Depolama hızı: Nesiller boyunca istikrarlı biçimde arttı; veri yolu hızı 25MHz (Pi 1) → 100MHz (Pi 5)
• Ağ hızı: Pi 3B+, USB 2.0 sınırı nedeniyle kısıtlandı; Pi 4 ve 5 gigabite yakın hızlara ulaştı
• Güç tüketimi: Boştayken nesiller arasında fark azdı, Pi 5 ise yük altında Pi 1’e göre yaklaşık 3 kat daha fazla güç kullandı
  • Buna rağmen performans başına güç verimliliği yaklaşık 200 kat iyileşti

Genel değerlendirme ve geleceğe dair beklentiler

• 13 yıllık gelişim sonucunda performans, verimlilik ve özellikler açısından büyük bir sıçrama yaşandı
• İlk modeller hâlâ basit projeler için kullanılabilir
• PCIe portunun eklenmesi, genişletilebilirlik açısından en büyük ilerleme olarak değerlendiriliyor
• Gelecekteki modellerde 2.5Gb ağ, DisplayPort veya USB-C DP çıkışı eklenmesi bekleniyor

[GN⁺]

Hacker News yorumları

• NYT Pips oyununu brute force ile çözen bir solver yazdım
  M2 Max Mac Studio'da belirli bir bulmacayı çözmesi 45.2 saniye sürüyor. Tek iş parçacığında çalışıyor ve az bellek kullanıyor; yani darboğaz CPU ve bellek hızı
  Bunu Pi 3, 4, 5, Intel iMac ve Amazon Lightsail üzerinde de çalıştırdım; sonuçlar şöyle

  680.4 RPi 3
  274.5 RPi 4
  131.3 RPi 5
  108.5 Lightsail
   78.7 2017 iMac (3.4 GHz Intel Core i5)
   45.2 M2 Max Mac Studio
  

  • Eski Pi Digits benchmark aklıma geldi. Pentium III/IV dönemindeki CPU ilerlemesini gösteren o test gibi hissettiriyor
  • Lightsail performansı epey iyi görünüyor. Acaba hangi tier olduğu merak ediliyor

• Raspberry Pi 3 serisinin düşük güç, düşük maliyet ve yeterli performans açısından denge noktası olduğunu düşünüyorum
  3B, 3B+ ve 3A+ modelleri arasındaki farklar şöyle

  • 3B: 10/100 Ethernet, 802.11n WiFi, Bluetooth 4.1, güç tüketimi 1.4~3.7W
  • 3B+: USB Ethernet(~300Mbps), CPU 1.4GHz, 802.11ac WiFi, Bluetooth 4.2, PoE desteği, güç tüketimi 1.9~5.1W
  • 3A+: Ethernet kaldırılmış, 1 USB, 512MB RAM, güç tüketimi 1.13~4.1W
    Watt başına performansta 3B en verimli olanı, 3A+ ise biraz daha güçlü. PoE gerekiyorsa 3B+ uygun
    HDMI, LED, WiFi, Bluetooth vb. kapatılırsa güç tüketimi daha da düşürülebilir
  • Aynı yük baz alınıyor mu diye merak ediyorum. Pi 3 ve 4'ün güç grafiğine bakılırsa 4, yalnızca yük yüksekken daha fazla güç çekiyor ama karşılığında daha çok iş yapıyor
  • 3A+ için 25 dolar denmiş ama pratikte 3, 4 ve 5'in 1GB sürümleri benzer fiyat bandında

• Yaklaşık 7 yıl önce tarım teknolojisi için bir gateway cihazı yaparken Emtrion SBC kullanmıştım
  O zamanlar Pi oyuncak gibi göründüğü için elemiştim ama bu nesilde Pi Compute Module 4'ü seçtim
  Performans 20 kat, RAM 20 kat, güç tüketimi %30 daha düşük, fiyat ise beşte bir düzeyinde; gerçekten şaşırtıcı
  Sadece BLE kararlılığını hâlâ doğruluyoruz

  • Bu tür endüstriyel talep yüzünden bir süre Pi kıtlığı yaşandı. Eğitim için başlamıştı ama gömülü pazarı değiştirmiş oldu

• 2012 çıkışlı Raspberry Pi 1 Model B'yi uzun zaman sonra yeniden değerlendirdim
  Tailscale ağında exit node olarak kullanıyorum; 700MHz tek çekirdekli ARMv6 ve 512MB RAM'e sahip
  Pi 5'ten 600 kat daha yavaş ama düşük bant genişlikli trafik yönlendirme ya da basit izleme işleri için kusursuz derecede kararlı
  Neredeyse çöpe gidecek bir donanıma yeni bir hayat vermek tatmin edici

  • 2013'te RPi 2 ile bir Weewx hava durumu istasyonu kurmuştum; hâlâ orijinal SD kartla gayet iyi çalışıyor. 1 milyondan fazla veriyi işledi
  • CUPS da gayet iyi çalışıyor. Eski bir Brother yazıcıyı modernleştirdim
  • NetBSD'yi özelleştirip 512MB içine sığdırarak kullanıyorum. Gücü başka bir PC'nin USB portundan alabiliyor
  • Eski modellerin avantajı tam boy HDMI portu ve herhangi bir USB şarj cihazıyla kararlı şekilde çalışabilmesi
  • Eskiden Pentium 2 300MHz ile bile 1Gbps routing yapılabiliyordu. Pi 1 de böyle bir rol için fazlasıyla yeterli

• Raspberry Pi performans karşılaştırması arşiv bağlantısı

  • Çerez reddetme seçeneği o kadar karmaşıktı ki vazgeçtim
    • Onun yerine YouTube video bağlantısı kullanılabilir
    • Safari'nin Reader modu kullanılırsa çerez açılır penceresi bir ölçüde aşılabiliyor
    • uBlock ya da Hagezi Pro++ DNS sunucusu kullanılırsa bu tür sitelerden kaçınılabilir
    • NoScript kullanılırsa çerez isteği hiç görünmüyor
  • Sitede 300'den fazla çerez sağlayıcısı listeleniyordu. Hiç bitmeyecek sandım ama sonunda bitiyormuş

• Linpack testini de çalıştırmak iyi olurdu. Benim sonuçlarım burada derlenmiş durumda
  Pi 3'ün ilk dönemlerinde termal throttling yavaştı ve sistemin çökmesine bile yol açabiliyordu. Foruma bildirdiğimde aldığım yanıt “Bunu neden yapıyorsun?” olmuştu

  • Ben de çeşitli SBC'lerde HPL testi yaptım ama Pi 4B öncesi modellerde hiçbirini tamamlayamadım (sonuç bağlantısı)
  • “Bunu neden yapıyorsun?” tepkisi hâlâ sürüyor. Yıllar geçse de değişmeyen şeylerden biri
  • Gömülü sistem tecrübesi olanlar buna katılacaktır. Pi forumundaki yanıtlar hep aynı birkaç kişiden geliyor

• Pi 5, cihazın kendisine ek olarak soğutucu, kasa, güç adaptörü gibi parçalar da eklenince 150 doların üstüne çıkıp pahalılaşıyor
  Buna karşılık ikinci el bir mini PC'yi (EliteDesk, ThinkCentre Tiny vb.) 50~100 dolara i5-8400T, 8GB RAM, NVMe ve 2.5GbE ile almak mümkün
  Güç tüketimi de 15W civarında ve Pi'ye göre çok daha çok yönlü
  Yine de GPIO ya da gömülü kullanım senaryolarında Pi hâlâ avantajlı

  • Pi'yi genel amaçlı bilgisayar olarak alan pek kimse yok
    Küçük olması, PoE desteklemesi, GPIO sunması ve az ısınması nedeniyle alınıyor
    YouTuber'ların Kubernetes cluster kurması içerik üretmek için; çoğu kişi onu ev otomasyonu ya da LED kontrolü için kullanıyor
  • GPIO gerekiyorsa USB adaptörle de bunun yerini doldurmak mümkün

• Görünüşe göre site trafik patlaması (hug of death) yaşamış
  Ben birkaç Pi'yi ev sunucusu olarak kullanıyorum — Navidrome müzik sunucusu, parola yöneticisi, yerel ağ servisleri vb.
  Pi 1'den 2'ye geçtiğimde hissettiğim performans artışı en büyüğüydü. Muhtemelen oyun emülasyonunun mümkün hâle geldiği dönem olduğu için