ハクソク

世界を動かす技術を、日本語で。

Raspberry Piドラッグレース：Pi 1からPi 5までの性能比較

105日前原文(the-diy-life.com)

概要

  • Raspberry Pi の13年にわたる進化のまとめ
  • 各世代の ハードウェア仕様と機能 の比較
  • 性能・消費電力 テストの実施と分析
  • 実際の使用感 やテスト結果の要点整理
  • 最新モデルPi 5 の特徴と今後の展望

Raspberry Pi 13年の進化と各世代比較

  • Raspberry Pi は2012年の初代モデルから 5世代 にわたり進化
  • 各世代で CPU・GPU・RAM・接続性 ・電源仕様が大幅に強化
  • Pi 1 は700MHzシングルコア、512MB RAM、100Mbイーサネット、USB2.0×2、WiFi/Bluetooth非搭載
  • Pi 2 は4コア900MHz、1GB RAM、USB2.0×4、GPIO40ピン化、microSD化、消費電力増加
  • Pi 3 は64bit対応、1.2GHz 4コア、DDR2、WiFi/Bluetooth追加、3B+でギガビット化・PoE対応
  • Pi 4 は1.5GHz 4コア、VideoCore VI GPU、最大8GB LPDDR4、USB3.0追加、デュアルmicro HDMI、USB C電源
  • Pi 5 は2.4GHz 4コアA76、VideoCore VII GPU、PCIeスロット搭載、専用ファン端子、5V5A電源、RAMは2/4/8GB、価格上昇

ハードウェア主な変更点

  • プロセッサ性能 の飛躍的向上とマルチコア化
  • GPU性能 も世代ごとに強化、GLMark2スコアで顕著
  • RAM容量・規格 の拡大と高速化
  • ネットワーク・USB などI/Oの多様化・高速化
  • 電源仕様 の変化（USB C化・大電流化）
  • PCIeスロット・専用ファン端子 など新機能追加

性能テスト結果まとめ

  • 1080P YouTube再生

    • Pi 1：ブラウザ起動不可
    • Pi 2：再生は可能だがフレーム落ち多発
    • Pi 3：改善するもまだ実用的でない
    • Pi 4：ほぼ問題なく再生可能、フルスクリーンでややカクつき
    • Pi 5：ウィンドウ・フルスクリーンともに快適再生

  • Sysbench CPUベンチマーク

    • Pi 1：シングルコア68点、Pi 2で2倍、Pi 3で18倍、Pi 5はPi 1の600倍超
    • マルチコアも世代ごとに大幅向上

  • GLMark2 GPUベンチマーク

    • Pi 1/2/3：スコア100未満
    • Pi 4：大幅向上
    • Pi 5：Pi 4の2.5倍超

  • ストレージ速度テスト

    • Pi 1：バス速度25MHz、Pi 5で100MHz
    • 世代ごとに着実な速度向上

  • iPerfネットワーク速度テスト

    • Pi 1：理論値100Mbps未満
    • Pi 2：理論値に近づく
    • Pi 3B+：GigabitだがUSB2.0制約で300Mbps前後
    • Pi 4/5：Gigabitにほぼ到達

  • 消費電力テスト

    • アイドル時は全世代で1～2W差
    • フル負荷時、Pi 5はPi 1の約3倍の消費電力

Pi 5の特徴と注意点

  • PCIeスロット 搭載でNVMe SSDなど拡張性向上
  • 電源要件 が5V5Aに増加、専用アダプタ推奨
  • 専用ファン端子 ・パワーボタン初搭載
  • 1GBモデル廃止、価格は2GBで$50～
  • 商用・産業用途 も視野に入れた設計

総括

  • Raspberry Pi は13年で 超小型PC から 多用途シングルボードコンピュータ へ大進化
  • 性能・拡張性・安定性 が大幅向上し、用途も教育・ホビーから産業・IoTへ拡大
  • 今後も新機能・高性能化 への期待

Hackerたちの意見

https://web.archive.org/web/20260114232734/https://the-diy-l...

あら、死のハグを受けちゃったみたい？これに興味あるんだ。オリジナルからずっとラズベリーパイを使って色んなプロジェクトやホームサーバーやってるよ。今は一台がナビドロームの音楽サーバー、パスワードマネージャー、あといくつかのローカルネットワークサーバーをホストしてる。毎回アップグレードするたびに実感するし、慣れていくのが普通だよね。でも、個人的には1から2へのアップグレードが一番インパクトあったのを覚えてる。たぶん、ゲームエミュレーションが実用的になったのがその時期だったからかな？

みんなにLinpackを試してみてほしいな（結果はここにあるよ、他のマシンと混ざってるけど） https://web.eece.maine.edu/~vweaver/group/machines.html Pi3が出たときにやったら、サーマルスロットリングが間に合わなくてシステムがクラッシュしちゃったこともあったよ（温度センサーはCPUじゃなくてGPUについてた）。Piフォーラムでその問題を報告したら、返ってきた答えは「なんでそんなことをする人がいるの？」って感じだった。

└

「なんでそんなことをする人がいるの？」 物事が変われば変わるほど、同じことが続くね。

└

Piフォーラムでその問題を報告したら、返ってきた答えは「なんでそんなことをする人がいるの？」 ラズベリーパイと彼らが教育や趣味の分野で成し遂げたことには敬意を表するけど、これには共感したな。ラズベリーパイを使ってきた埋め込み経験のある人たちも、同じように感じてるんじゃないかな。

└

一番役に立たないPiフォーラムの回答。いつも同じ5人だし。

└

俺は何年も全てのSBCでHPLをテストしてるよ： https://sbc-reviews.jeffgeerling.com/reviews/results/ でも、4 B以前のPiではまだフルランはできてない。

クッキーのリクエストまで進んだけど、これって「すべて拒否」オプションがないやつで、選択解除するために何十個もオプションをスクロールしなきゃいけなかった。これ以上は進まなかったよ。

└

参照されたYouTube動画はこちら： https://www.youtube.com/watch?v=zQM4CD64xDE

└

Safariの「リーダー表示」機能がこの特定の問題を部分的に回避してくれるよ（受け入れたら違うものが表示されるかは確認してないけど）。

└

NoScriptを使ってもクッキーのリクエストは見当たらないね。

└

Hagezi Pro++と一緒にuBlockやDNSサーバーを使うといいかもね。

2012年のラズベリーパイ1モデルBの使い道をやっと見つけたよ。何年も引き出しに眠ってたけど、2年前にTailscaleネットワークに出口ノードとして追加したんだ。これはシングルコアの700MHz ARMv6チップで、512MBのRAMがある。化石みたいなもんで、Pi 5は600倍速いらしい（動画によると）。でも、銀行トラフィックのルーティングや、ヘッツナーVPS経由でのいくつかの変更検知ウォッチをやる「低帯域幅」のタスクには、しっかり動いてくれる。週末プロジェクトとして「電子廃棄物」に第二の人生を与えるのは、なんかすごく満足感があるんだよね。

└

CUPSも動かせるよ！うちのBが古い商用のBrotherレーザープリンターを現代化してくれたんだ。

└

2012年のRaspberry Pi 1 Model Bの使い道をやっと見つけた。いいね！家には本物のPCで動いてるProxmoxサーバーもあるけど（24時間稼働じゃないけど）、Pi 2でDNSのunboundを動かしてる。これが24時間稼働してて、何年も問題なく動いてるよ。

└

俺も古いモデルがいくつか余ってるけど、他にもいくつかの小さな利点があるよ：* フルサイズのHDMIポートがある * 適当な古いUSB充電器で問題なく動くし、オーバーヒートもしない。

└

でも、どの時点で新しいデバイスと比べて電力効率が悪くなると、何かを動かすのが無駄になるんだろう？OPのベンチマークによると、Pi 1はほとんど何もしてないのに常に2W消費してるし、すでに動いてるもっと現代的なデバイスで動かせばほとんど追加の電力を使わない。とはいえ、毎日何分も電子レンジで温めるのに1kWか2kW使ってるから、正直誰も気にしないよね。

└

2013年の楽しい週末プロジェクトとして、Weewxと1GB RAMのRPI 2を使って気象観測所を立ち上げたんだ。もしクラッシュしたりSDカードが壊れたら、全部撤去するって自分に言い聞かせてたけど、今でも元のSDカードで動いてるよ。今日の正午には、データベースで1,055,425件目の記録を処理したんだ。それでも、もしクラッシュしたら、やっぱり撤去するつもりだけどね。 :)

└

理論的にも実際的にも、Pentium 2 300でVyattaを使って1Gbpsのルーティングができたんだ。それを使って他のディストリビューションでも何年もやってたよ。

└

Model BでカスタマイズしたNetBSDを動かしてる。512MBに収まるし、他のコンピュータのUSBポートから簡単に電源供給できるから、壁のプラグは使わない。WiFiドングルが付いてたけど、無線が必要な時はEthernetでWiFiトラベルルーターに接続するのが好きなんだ。

Pi 3シリーズは、低コストで低消費電力、そこそこ良いCPUのバランスがいいと思う。新しいモデルはどんどん電力を消費するし、1.4Wから2.8Wに増えるのは大したことないように見えるけど、それはバッテリー寿命の半分だよ。Raspberry Pi 3のバージョンにはいくつかの違いがあって、どれを買うか決める要因になるかも：- Pi 3Bは10/100 Ethernet、802.11n（シングルバンド）WiFi、Bluetooth 4.1を搭載。アイドル時は1.4W、ピーク時は3.7W。- Pi 3B+は10/100 EthernetをUSB Ethernet（約300Mbps w/USB2.0）に変更。CPUコアは1.2GHzから1.4GHzにオーバークロックされて（ヒートシンクが必要になる）、ベンチマーク性能が約15%向上。802.11ac（デュアルバンド）WiFiとBluetooth 4.2 w/BLEも追加。アイドル時は1.9W、ピーク時は5.1W。これが唯一PoEをサポートする3モデル（追加のHATが必要）。- Pi 3A+はEthernetを削除してUSBを1ポートに減らした。RAMは1GBから512MBに減少。アイドル時は1.13W、ピーク時は4.1W。A+のフォームファクターはよりコンパクト。全体的に3A+は3B+よりも小さくて安く、消費電力も少ない（でも3Bほど低くはない）。許容できる性能で最も低い消費電力は3B。少し多めの消費電力とCPU性能を求めるなら3A+を選んで。全て（PoEを含む）が必要なら3B+がベスト。3A+が欲しいけど動画が不要で、より小型で半分の消費電力がいいならPi Zero 2 Wがオススメ。ただし、Pi Zero 2 Wは安いはずなのに需要のせいでしばしば売り切れか高くなってる。3A+はまだ安い（約$25）し、手に入るけど、消費電力が高くてフォームファクターが大きいのが難点。（HDMI、LED、WiFi、Bluetoothなどを無効にすると消費電力がもっと減る。テストでは、3A+は全て無効にした状態でZero 2 Wよりも少ない電力を消費した。全てのモデルは電源オフ時に約0.1Wを消費する。）

└

Pi 3シリーズは、低コストで低消費電力、そこそこいいCPUのバランスが取れてると思う。新しいモデルはどんどん電力を消費するようになってるけど、1.4Wから2.8Wに増えるのは大したことないように見えるかもしれないけど、それってバッテリー寿命の半分だよ。同じ負荷での話？ 記事のチャートでは、Pi 3とPi 4がアイドル時の消費電力は同じだけど、フルロードの時は4の方が多く消費するって示されてる。でも、4はフルロードの時にもっと多くの処理ができるから、3のフルロードと同じ負荷で4の消費電力はどうなるんだろう？

└

$25の価格は中古？ 3、4、5はウェブショップでほぼ同じ値段で見つけてるんだけど（1GBバージョンのために）。

余談だけど、そのサイトにはクッキーのベンダーが300以上もリストアップされてるよ！無限に偽のアウトを生成してるのかと思ったけど、結局は最後までたどり着いた。

NYTのPipsゲーム用にブルートフォースソルバーを作ったよ。特定のパズルは、M2 Max Mac Studioで45.2秒かかるんだ。ソルバーはシングルスレッドで、あまりメモリを使わないから、主にCPUとメモリの速度に制限されてる。Pi 3、4、5、Intel iMac、安いAmazon Lightsailインスタンスで実行してみた。結果は秒数でこんな感じ：680.4 RPi 3、274.5 RPi 4、131.3 RPi 5、108.5 Lightsail、78.7 2017年のiMac（3.4 GHz Intel Core i5）、45.2 M2 Max Mac Studio。

└

すごいね。Lightsailはかなり良いパフォーマンスを発揮してる気がする。なんかローカルオプティマムみたいだね。ティアを教えてくれる？

└

これ、Pentium III/IVが売られてた頃に使われてたPi Digitsベンチマークを思い出すな。CPUがどれだけ進化したかを売り込むためにね。

Pi 5の価格は、オプションを足すと正当化しにくくなるよね。8GBボード + アクティブクーラー + 良いSDカード + ケース + 電源供給 = 簡単に150ドル以上。eBayでは、i5-8400T/8GB/256GBの中古1LミニPC（EliteDeskやThinkCentre Tinyなど）が50〜100ドルで売られてる。x86互換性、NVMeサポート、リアルイーサネット、サーマルスロットリングなしが手に入る。家のサーバー用に、2.5GbEアダプターと2x2TB NVMeを使ったEliteDesk 800 G4を運用中。アイドル時は約15W消費で、何でもこなしてくれる。PiだとそれらにUSBアダプターが必要になる。GPIOプロジェクトや実際の組み込み用途ではPiが勝ってるけど、「小型Linuxボックス」の用途では、中古のビジネスミニPC市場にはかなわないね。

└

これ100%だね。GPIOが必要ならUSBアダプターを使えばいいよ。

└

正常な人は、普通のコンピューティングにPiを買わないよ。人々がPiを買う理由は： - 小さくてPoEで電源供給できるから。 - GPIOが付いてるから。 - 小さなディスプレイと組み合わせて家電にできるから。 - 消費電力が少なく、発熱も少ないから。ラズベリーパイクラスターをKubernetesで作るのは、YouTuberがクリックを稼ぐためにやってるだけ。普通の人は、壁に埋め込まれたオープンでハッカブルなHome Assistantのコントロールパネルを作りたいからとか、サーボやLEDで遊ぶのが好きだからラズベリーパイを買うんだよ。

約7年前、農業テクノロジーで「ゲートウェイ/オーケストレーション」役のデバイスを導入したんだ。電力消費が大きな懸念事項で（フィールドの真ん中にはあまり電力がないからね）、EmtrionのSBCを使った。あの時、EEの同僚に「なんでPiじゃダメなの？確か、頑丈なバージョンを作ってる人もいるでしょ？」って聞いたら、彼は懐疑的で、「おもちゃ/趣味/メーカー」っていうイメージが彼を遠ざけたんだろうな。時が経って、次世代の導入準備をしてる。Pi Compute Module 4をベースにしてるんだけど（CMは基本的に基本のPiで、自分のキャリアボードを下に置く感じ）、すごいよ。パワーは簡単に20倍、RAMも20倍、温度スペックも良くて、エコシステムも素晴らしい。消費電力は約30%少なくて、価格は約1/5。唯一不安なのは、オンボードのラジオチップのBLEの堅牢性。これだけ進化したのは驚きだね。少量生産の製品を作るには、CMを使わない理由が見つからないよ。

└

ハハ！こういう~産業用途におけるPiの価値が、ホビイスト向けのPiが不足した理由だよね。ラズベリーパイが教育市場向けに始まったのに、偶然にも組み込み市場を革命的に変えたのが面白い。