Raspberry Pi ड्रैग रेस: Pi 1 से Pi 5 तक परफॉर्मेंस की तुलना

• 2012 में पहली बार लॉन्च हुए Raspberry Pi 1 से 2023 के Pi 5 तक लगभग 13 वर्षों के परफॉर्मेंस विकास की वास्तविक टेस्ट के जरिए तुलना
• Pi 5 ने Pi 1 की तुलना में लगभग 600 गुना तेज CPU परफॉर्मेंस दर्ज की, और GPU परफॉर्मेंस भी Pi 4 से 2.5 गुना से अधिक बेहतर हुई
• बिजली की खपत बढ़ी है, लेकिन परफॉर्मेंस प्रति वॉट (Performance per Watt) हर पीढ़ी में लगातार बेहतर हुआ है
• PCIe पोर्ट और पावर बटन जोड़े जाने के साथ Pi 5 ने एक्सपैंडेबिलिटी और वास्तविक उपयोग परफॉर्मेंस दोनों में बड़ा सुधार दिखाया
• हर पीढ़ी की CPU·GPU परफॉर्मेंस, पावर एफिशिएंसी, नेटवर्क स्पीड, स्टोरेज परफॉर्मेंस को एक जैसी परिस्थितियों में मापा गया

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पीढ़ी-दर-पीढ़ी हार्डवेयर बदलाव

• Raspberry Pi 1 (2012) में 700MHz सिंगल-कोर, 512MB RAM, 100Mb Ethernet, दो USB 2.0 पोर्ट, WiFi·Bluetooth सपोर्ट नहीं
  • पावर 5V 700mA, कीमत 35 डॉलर, और उस समय इसे कम-कीमत वाले कंप्यूटर के रूप में काफी ध्यान मिला
• Raspberry Pi 2 (2015) में 4-कोर Cortex-A7(900MHz), 1GB RAM के साथ परफॉर्मेंस बेहतर हुई
  • 40 GPIO पिन के साथ एक्सपैंशन, microSD स्लॉट अपनाया गया, करंट 800mA तक बढ़ा
• Raspberry Pi 3 (2016) में 64-बिट Cortex-A53(1.2GHz), और पहली बार WiFi·Bluetooth शामिल किया गया
  • 3B+ मॉडल में Gigabit Ethernet, PoE, dual-band WiFi सपोर्ट, करंट 1.34A तक बढ़ा
• Raspberry Pi 4 (2019) में Cortex-A72(1.5GHz), VideoCore VI GPU, और अधिकतम 8GB LPDDR4 RAM
  • USB 3.0, dual micro HDMI, Bluetooth 5.0 जोड़े गए, और पावर USB-C(5V 1.25A) में बदली गई
• Raspberry Pi 5 (2023) में Cortex-A76(2.4GHz), VideoCore VII GPU, PCIe पोर्ट और पावर बटन जोड़े गए
  • 5V 5A पावर की जरूरत, dedicated fan connector शामिल, न्यूनतम कीमत 50 डॉलर (2GB मॉडल)

परफॉर्मेंस टेस्ट कॉन्फ़िगरेशन

• टेस्ट आइटम: 1080P YouTube प्लेबैक, Sysbench CPU, GLMark2 GPU, स्टोरेज स्पीड, iPerf3 नेटवर्क, पावर खपत
• सभी मॉडलों में नवीनतम Raspberry Pi OS और एक जैसी 32GB Sandisk microSD कार्ड का उपयोग किया गया
• Ice Tower कूलर लगाया गया ताकि थर्मल थ्रॉटलिंग रोकी जा सके

प्रमुख टेस्ट नतीजे

• 1080P वीडियो प्लेबैक: Pi 1 पर ब्राउज़र चल ही नहीं सका, Pi 2 में फ्रेम ड्रॉप बहुत ज्यादा था, Pi 3 में सुधार हुआ लेकिन फिर भी स्थिर नहीं था
  • Pi 4 विंडो मोड में स्मूथ चला, Pi 5 ने फुलस्क्रीन में भी बिना समस्या प्लेबैक किया
• CPU परफॉर्मेंस (Sysbench): Pi 3, Pi 2 की तुलना में 18 गुना बेहतर था, Pi 5 ने Pi 1 सिंगल-कोर की तुलना में 600 गुना से अधिक तेज़ी दिखाई
• GPU परफॉर्मेंस (GLMark2): Pi 1~3 ने 100 से कम स्कोर किया, जबकि Pi 5 ने Pi 4 से 2.5 गुना अधिक स्कोर दर्ज किया
• स्टोरेज स्पीड: हर पीढ़ी में लगातार सुधार, बस स्पीड 25MHz(Pi 1) → 100MHz(Pi 5)
• नेटवर्क स्पीड: Pi 3B+ पर USB 2.0 की सीमा का असर, Pi 4·5 ने लगभग Gigabit स्तर की स्पीड हासिल की
• पावर खपत: idle अवस्था में पीढ़ियों के बीच अंतर कम था, लेकिन load पर Pi 5 ने Pi 1 की तुलना में लगभग 3 गुना अधिक बिजली इस्तेमाल की
  • लेकिन प्रति परफॉर्मेंस पावर एफिशिएंसी लगभग 200 गुना बेहतर हुई

समग्र मूल्यांकन और आगे की उम्मीदें

• 13 वर्षों के विकास में परफॉर्मेंस, एफिशिएंसी और फीचर्स तीनों में जबरदस्त सुधार हुआ
• शुरुआती मॉडल आज भी सरल प्रोजेक्ट्स के लिए उपयोगी हैं
• PCIe पोर्ट का जुड़ना एक्सपैंडेबिलिटी के लिहाज़ से सबसे बड़ा सुधार माना गया
• भविष्य के मॉडलों में 2.5Gb नेटवर्क, DisplayPort या USB-C DP आउटपुट जोड़े जाने की उम्मीद है

[GN⁺]

Hacker News की राय

• मैंने NYT Pips गेम को brute-force से हल करने वाला एक solver बनाया
  M2 Max Mac Studio पर एक खास puzzle को हल करने में 45.2 सेकंड लगते हैं। यह single-threaded चलता है और memory usage कम है, इसलिए CPU और memory speed bottleneck हैं
  इसे Pi 3, 4, 5, Intel iMac और Amazon Lightsail पर भी चलाया, और नतीजे इस प्रकार हैं

  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
  

  • इससे पुराना Pi Digits benchmark याद आ गया। यह Pentium III/IV दौर में CPU सुधार दिखाने वाले उस टेस्ट जैसा लगता है
  • Lightsail की performance काफ़ी अच्छी लग रही है। जानना है कि यह कौन-सा tier है

• मुझे लगता है Raspberry Pi 3 series low-power, low-cost और ठीक-ठाक performance का संतुलित बिंदु है
  3B, 3B+, 3A+ मॉडल्स के बीच अंतर इस प्रकार हैं

  • 3B: 10/100 Ethernet, 802.11n WiFi, Bluetooth 4.1, power consumption 1.4~3.7W
  • 3B+: USB Ethernet(~300Mbps), CPU 1.4GHz, 802.11ac WiFi, Bluetooth 4.2, PoE support, power consumption 1.9~5.1W
  • 3A+: Ethernet हटाया गया, 1 USB, RAM 512MB, power consumption 1.13~4.1W
    power के मुकाबले performance में 3B सबसे efficient है, और 3A+ थोड़ा ज़्यादा शक्तिशाली है। अगर PoE चाहिए तो 3B+ उपयुक्त है
    HDMI, LED, WiFi, Bluetooth आदि बंद करने पर power consumption और कम किया जा सकता है
  • जानना है कि क्या यह समान load के आधार पर है। Pi 3 और 4 के power graph देखें तो 4 ज़्यादा load पर ही अधिक power लेता है, लेकिन उतना ही ज़्यादा काम भी करता है
  • कहा गया कि 3A+ की कीमत 25 डॉलर है, लेकिन असल में 3·4·5 सभी 1GB version के आधार पर लगभग समान price range में हैं

• लगभग 7 साल पहले agri-tech gateway device बनाते समय मैंने Emtrion SBC का इस्तेमाल किया था
  उस समय Pi खिलौने जैसा लगा था, इसलिए उसे बाहर रखा, लेकिन इस generation में Pi Compute Module 4 अपनाया
  performance 20 गुना, RAM भी 20 गुना, power 30% कम, और कीमत 1/5 स्तर की होने से हैरानी हुई
  केवल BLE stability अभी verify की जा रही है

  • ऐसी industrial demand की वजह से कुछ समय तक Pi की कमी बनी रही। यह शिक्षा के लिए शुरू हुआ था, लेकिन embedded market को बदलकर रख दिया

• मैंने 2012 का Raspberry Pi 1 Model B फिर से इस्तेमाल किया
  इसे Tailscale network के exit node के रूप में चला रहा हूँ, और इसमें 700MHz single-core ARMv6 और 512MB RAM है
  यह Pi 5 से 600 गुना धीमा है, लेकिन low-bandwidth traffic routing या simple monitoring जैसे कामों के लिए पूरी तरह stable है
  फेंके जाने वाले hardware को नई ज़िंदगी देना संतोषजनक लगता है

  • मैंने 2013 में RPi 2 से Weewx weather station बनाया था, और यह अब भी अपने original SD card पर ठीक चल रहा है। इसने 10 लाख से ज़्यादा data points process किए हैं
  • CUPS भी अच्छी तरह चलता है। इससे पुराने Brother printer को modern बनाया
  • NetBSD को customize करके 512MB के भीतर फिट करके इस्तेमाल कर रहा हूँ। इसे दूसरे PC के USB port से भी power दी जा सकती है
  • पुराने models का फ़ायदा है full-size HDMI port और यह कि किसी भी USB charger से स्थिर रूप से चल जाते हैं
  • पहले Pentium 2 300MHz से भी 1Gbps routing संभव थी। Pi 1 भी उस तरह की भूमिका के लिए काफ़ी है

• Raspberry Pi performance comparison archive link

  • cookie reject option इतना जटिल था कि मैंने छोड़ दिया
    • इसके बजाय YouTube video link देख सकते हैं
    • Safari का Reader mode इस्तेमाल करें तो cookie popup को कुछ हद तक bypass किया जा सकता है
    • uBlock या Hagezi Pro++ DNS server इस्तेमाल करें तो ऐसे sites से बचा जा सकता है
    • NoScript इस्तेमाल करें तो cookie request आती ही नहीं
  • उस site पर 300 से अधिक cookie providers सूचीबद्ध थे। लगा कि इसका अंत नहीं होगा, लेकिन आख़िरकार अंत था

• Linpack test भी चलाना अच्छा रहेगा। मेरे results यहाँ संकलित हैं
  Pi 3 के शुरुआती दिनों में thermal throttling धीमी थी, इसलिए system कभी-कभी down भी हो जाता था। forum पर रिपोर्ट किया तो जवाब मिला, “ऐसा क्यों कर रहे हो?”

  • मैंने भी कई SBC पर HPL test किए हैं, लेकिन Pi 4B से पहले के models पर कभी पूरा नहीं कर पाया (results link)
  • “ऐसा क्यों कर रहे हो?” जैसी प्रतिक्रिया अब भी बनी हुई है। समय बीत जाए, यह हिस्सा नहीं बदलता
  • embedded अनुभव रखने वाले लोग इस बात से सहमत होंगे। Pi forum पर जवाब अक्सर वही कुछ लोग बार-बार देते हैं

• Pi 5 की base unit के अलावा cooler, case, power adapter आदि जोड़ें तो कीमत 150 डॉलर से ऊपर चली जाती है
  दूसरी ओर, used mini PC (EliteDesk, ThinkCentre Tiny आदि) 50~100 डॉलर में i5-8400T, 8GB RAM, NVMe, 2.5GbE तक दे सकता है
  power भी लगभग 15W है, और यह Pi की तुलना में कहीं ज़्यादा versatile है
  हालाँकि GPIO या embedded उपयोग में Pi अब भी बेहतर है

  • सामान्य computing के लिए शायद ही कोई Pi खरीदता है
    लोग इसे छोटा होने, PoE support, GPIO, और कम heat की वजह से खरीदते हैं
    YouTubers का Kubernetes cluster बनाना सिर्फ content के लिए होता है; ज़्यादातर लोग इसे home automation या LED control के लिए इस्तेमाल करते हैं
  • अगर GPIO चाहिए तो USB adapter से भी उसका विकल्प मिल सकता है

• लगता है site traffic surge(hug of death) से गुज़री है
  मैं कई Pi को home server के रूप में इस्तेमाल करता हूँ — Navidrome music server, password manager, local network services आदि
  Pi 1 से 2 पर upgrade करते समय सबसे बड़ा अनुभवजन्य सुधार महसूस हुआ। शायद इसलिए कि तभी game emulation संभव होना शुरू हुआ था