라즈베리파이4 벤치마크로 성능 비교하기


안녕하세요
디바이스마트의 불사조 솔다입니다

국내 출시 준비중인 라즈베리파이4에 대해 궁금하신게 많으실 텐데요

외관상의 몇가지 변경사항 말고는
실제적인 성능비교가 와닿지 않으셨을 겁니다

오늘은 라즈베리파이재단의 공식 자료를 통해
성능이 얼마나 좋아졌는가에 대해 알아보는 시간을 갖도록 하겠습니다

야호 출발!

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벤치마크 대조에 앞서 라즈베리파이4 발표 전까지는
최신 버전을 차지하고있던 라즈베리파이 3 model B+ 버전과
표를 통한 사양비교를 해보도록 하겠습니다

구분
Raspberry Pi 4
Raspberry Pi 3 B+
출시일
2019년 6월 24일(해외)
2018년 3월 14일(해외)
SoC
Broadcom BCM2711
quad-core Cortex-A72 @ 1.5 GHz
Broadcom BCM2837B0
quad-core Cortex-A53 @ 1.4 GHz
GPU
VideoCore VI
with OpenGL ES 1.1, 2.0, 3.0
VideoCore IV
with OpenGL ES 1.1, 2.0
비디오 디코더
H.265 4Kp60, H.264 1080p60
H.264 & MPEG-4 1080p30
비디오 인코더
H.264 1080p30
메모리
LPDDR4 1GB, 2GB, 4GB(선택)
LPDDR2 1GB
저장공간
microSD card
영상·음향
입출력
micro HDMI ports up to 4Kp60 × 2
3.5mm AV port (composite + audio)
MIPI DSI connector
HDMI 1.4 port up to 1080p60 × 1
3.5mm AV port (composite + audio)
MIPI DSI connector
카메라
MIPI CSI connector
이더넷
기가비트 이더넷
330 Mbps 이더넷
WiFi
Dual band 802.11 b/g/n/ac
Bluetooth
Bluetooth 5
Bluetooth 4.2
USB
USB 3.0 × 2
USB 2.0 × 2
USB 2.0 × 4
확장포트
40핀 GPIO header
전원공급
USB type-C 5V, 3A 이상
GPIO header 5V, 3A 이상
PoE HAT을 통한 이더넷 전원 공급
USB micro B 5V, 2.5A 이상
GPIO header 5V, 3A 이상
PoE HAT을 통한 이더넷 전원 공급
크기
85×56 mm
지원 OS
Raspbian
(2019년 6월 24일 이후 버전)
Raspbian
(2018년 3월 이후 버전)

비교가 쉽도록 표를 준비했습니다

눈에 띄는 변화는 메인칩셋의 클럭 증가입니다
1.4GHz에서 1.5GHz로 0.1GHz 올랐네요

네 정말 미미하네요
비디오코어가 4에서 6으로 증가했고
OpenGL도 3.0을 지원하는군요

비디오 디코더를 보면 무려 4K를 지원한다고 하는데
대세 화질인거 보면 이를 응용한 프로젝트가 기대됩니다

메모리는 1G, 2G, 4G중에 선택할 수 있게 했습니다
용도에 따라 금액을 아낄 수 잇어서 좋은 것 같습니다

이더넷 속도는 이전 버전에 3배에 달하는 기가비트 이더넷입니다
대한민국은 기가비트회선이 많기때문에
IOT쪽 엔드 포인트 프로젝트를 하기에도
더 쾌적해 졌습니다

블루투스는 대세에 따라 Bluetooth 5를 탑재했습니다

전원공급은 A사를 제외한 스마트폰 표준이 되어가고 있는
USB C 타입으로 변경되었습니다
요구 사양이 N사의 게임기인 스위치와 유사하네요

총평을 보자면 전체적으로 성능이 상향되었고
특히 통신쪽 성능이 많이 상향되었습니다

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글씨로만 이루어진 지루한 성능 비교가 끝나고
드디어 벤치마크 그래프를 확인할 시간입니다

이하의 그래프의 출처는 라즈베리파이 공식 매거진 사이트입니다

1. Linpack CPU 속도 테스트


Linpack은 70년도에 슈퍼컴퓨터의 속도를 테스트하기 위해
개발된 라이브러리입니다
벡터와 행렬 연산을 처리하는 시간으로 CPU의 처리 속도를 특정합니다

SP는 32bit 연산처리, DP는 64비트 연산처리
SP NEON은 라즈베리파이2 이상에서 제공되는
NEON명령어를 통한 32bit 연산처리입니다

그래프를 보면 라즈베리파이4가 압도적으로 높다 못해
하늘을 찌를 지경이네요

라즈베리파이 3 B+와 단순 수치만 비교해도
모든 연산부분에서 3배 이상 빠른 것으로 보입니다

클럭은 0.1GHz 밖에 안올랐는데 이상하네요


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2. Speedometer 2.0 브라우저 속도 테스트


Speedometer 2.0이라는 브라우저 속도 테스트 사이트를
통해 측정된 벤치마크입니다

라즈베리파이 제로로 네이버같은거 열려고 하면 5분씩은 걸리는데
라즈베리파이4는 3B+대비 두배정도의 속도를 기록했네요

아무래도 메모리를 4G 사양으로 사용하다보니
웹서핑이 가능할 수준으로까지는 상향 된 것 같습니다

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3. OpenArena Time Demo GPU 속도 테스트



1280×720 해상도에서의 초당 프레임 수를 측정한 벤치마크입니다
재밌게도 3D 게임 데모(퀘이크3)를 통해 측정하는데요

라즈베리파이4는 무려 41fps를 기록했습니다

보통 60fps정도는 되야 쾌적하니까 퀘이크3는 하기 힘들겠네요

그래도 이전작들에 비해 상당한 발전입니다

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4. 메모리 대역폭



데이터를 읽고 쓰는데에 굉장히 중요한 메모리 대역폭입니다
RAMspeed/SMP라는 툴을 통해 측정되었는데요

메모리 용량이 4배로 상승한 거에 비하면 읽고 쓰기속도는
약 2배 가량밖에 증가하지 않았네요
메모리 용량과 데이터 처리속도의 상승폭이 동일하지 않다는 사실을
깨닫게 해주는 부분입니다

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5. Python GPIO Zero



Python GPIO Zero 라이브러리를 이용해서
GPIO를 얼마나 빨리 on/off 할 수 있는지 측정한 벤치마크입니다

IOT 등 피지컬컴퓨팅을 활용한 분야에서
얼마나 빠른 반응을 보이는가에 대한 수치입니다

주파수가 3B+보다 약 3배가량 높네요

체감할 수 있는 일이 별로 없겠지만 GPIO 처리 속도도
비약적으로 상승했습니다

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6. 파일압축



이용하여 파일을 압축한 시간을 초단위로 측정한 벤치마크입니다

녹색막대는 bzip2 알고리즘(싱글스레드)을 사용하였으며
흰색 막대는 lbzip2 알고리즘(멀티스레드)을 사용하였습니다

이 수치는 짧을수록 빠른데 3B+ 대비하여
대략 절반의 시간밖에 걸리지 않습니다

파일압축시간이 짧아진 만큼 NAS로 아카이브같은 공간을
운영할때 좀 더 유연하게 파일을 정리할 수 있다고 할 수 있습니다

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7. GIMP 이미지 편집



오픈소스 소프트웨어인 GIMP를 통해 고해상도 이미지를 처리하고
PNG로 저장하는 시간을 측정한 벤치마크입니다

CPU 성능과 메모리 용량과 밀접하다고 하는데
3B+에서 1분 7초 정도 걸리던 시간을
47초 정도로 약 20초의 시간을 절약했네요

위의 CPU 연산속도 결과와 메모리 용량 증가에 비해
크게 증가한거같은 느낌은 들지 않습니다

그래도 약간이나마 단축 되었으니
라즈베리파이를 통한 사진 편집이 점점 개선되어
스마트폰 수준으로 향상되길 기대해봅니다

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8. USB 스토리지 처리 속도


USB포트가 3.0 버전으로 두개 생겼는데
이 새로생긴 3.0 포트에 SSD를 꽂고 읽기/쓰기 속도를 측정한
벤치마크입니다

이건 라즈베리파이4의 성능 상승이라고 보기는 힘들지만
그래프로 보니 USB 2.0과 USB 3.0의 속도 차이는
말 그대로 하늘과 땅차이라고 볼 수 있겠습니다
(거의 10배 차이ㄷㄷ)

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9. 이더넷 처리속도


iperf3를 통해 측정된 이더넷 속도 벤치마크입니다

3B+에서 최대 330Mbps였었는데 실제 속도는 300Mbps가 안되네요
반면에 라즈베리파이4sms 1Gbps에 근접한 속도를 보여주고 있습니다

인터넷 속도는 충분히 한국패치 되었다고 봐도 무방할 것 같습니다
(브라우저 속도랑은 별개로ㅎ)

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10. 와이파이 처리속도


역시 iperf3로 측정된 와이파이 처리 속도 벤치마크입니다

위의 표 비교에서 봤을 때는 WiFi부분에 변경점은 없었는데요
그래서그런지 속도는 비슷하게 나왔습니다

무의미한 수치이긴 하나 5GHz 대역에서
라즈베리파이4가 아주 근소하게 더 빠른걸로 측정이 됐네요

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11. 전력소비량


키보드, 마우스, 디스플레이가 연결된 상태에서의
전력 소비량 벤치마크입니다

노란 막대가 대기상태일때의 전력소비량
하얀 막대가 부하시에 전력소비량입니다

성능이 올랐다는건 전력 소비도 그만큼 올랐다는 얘기이니 만큼
3B+보다 소폭 상승한 전력소비량을 보여줍니다

그래프를 보면 알 수 있듯이 부하시 전력소비량이 증가한 만큼
발열에도 신경써야 되는게 느껴지네요

최소한 방열판을 써멀패드를 사용해 장착하고
가능하면 공랭식 쿨러를 달아주는게 좋을 것 같습니다

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오늘은 라즈베리파이를 벤치마크로 미러전 시켜봤는데요
백문이 불여일견이라고 이 포스팅 한번 보신것으로
라즈베리파이4의 성능을 한눈에 담아가셨으면 좋겠습니다

그럼 다음에 더욱 유익한 정보로 다시 찾아뵙겠습니다

그럼 안농

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