特价版树莓派 4 的寿命极其短暂The Special Value Pi 4 was extremely short-lived

上图所示的“特值版”Pi 4 可能是我拥有的最稀有的 Raspberry Pi——甚至比我的蓝色特别版 Pi 还要稀有。

一家 Raspberry Pi 经销商曾短暂上架过一款特殊的“价值版”Pi 4。但现在该产品页面已经 404 了。趁着它还在架的时候，出于强烈的好奇心，我入手了两块这种“价值版”Pi 4。

为什么称它们为“价值版”呢？因为它们仅获得了在 1.25 GHz 下运行的认证（零售版 Pi 4 的运行频率为 1.8 GHz，而且通常还能超频）。

4GB 版本的价格是 89 美元——这还不包括运费和关税。总共算下来，我花了 160 美元才把它拿到手。如果我跑到 Micro Center 货架上直接拿一块 4GB Pi 4，只需 94.99 美元外加税费。真“省”了不少钱啊……

注意：1GB 版本的 Pi 4 价格依然是 35 美元，至少在 Micro Center 是这样——然而，大内存 SKU 却贵得令人咋舌，16GB 版本的 Pi 5 甚至飙升到了 299 美元！

但是，当你买下这块世界上最慢的 Pi 4 时，你究竟得到了什么？

这篇博文是以下视频经过轻微编辑的文字记录：

相机微距特写检查

将它与我的其中一块零售版 Pi 4 仔细对比后，我根本找不到任何区别。主芯片的标识一模一样，电路板上的丝印也相同，而且都是英国制造的……

唯一能察觉到的区别在于 LPDDR4 DRAM 封装，它之所以不同，是因为 Raspberry Pi（和硬件行业的其他厂商一样）不得不四处奔忙为新主板寻找可用库存。（即使在较老的硬件上，我也见过 Pi 使用多个 RAM 供应商的产品，所以这并不是什么大问题。）

8GB 型号使用的是较老的 B0 步进，这和我最老的那批零售版 Pi 4 一样，不过现在这里那里依然有些 B0 步进的库存。

从外观上看，这些“价值版”主板没有任何不同。这可能就是该商品被下架的原因。

你能想象吗？人们大量买入这些降级筛选（binned）的 Pi，其中有些其实能在 1.8 GHz 下运行，只是从未在该频率下通过验证，然后再把它们当作正常版本的 Pi 转售？这对终端用户来说可不是什么好事。

基准测试 - 功耗与性能

我不知道启动它会发生什么，但我把 Pi OS 装进了一张 microSD 卡里，它直接就启动了，而且运行在了 1.8 GHz。

我不知道自己原本预期的是什么，但绝对没想到它能在 1.8 GHz 下运行。也许这给我们上了一课：即使某些芯片被降级筛选了，也不意味着它完全无法在更高的时钟频率下运行，只是它没有通过 Raspberry Pi 在工厂里进行的某些验证而已。

于是我插上了 8GB 版本，这一次，我遇到了内核恐慌（kernel panics）和时钟频率错误。我修改了 Pi 的启动配置，强制将 ARM 核心频率限制在 1.25 GHz，它就顺利启动了。

在那个速度下运行，一切正常，只是……比普通的 Pi 4 稍微慢一点。

不过，它的功耗与预期不同。这块 Pi 在闲置时的功耗为 3W。我测试过的大多数 Pi 4 闲置功耗都不到 2W。

为了找出原因，我询问了一位 Raspberry Pi 的工程师。

面向工业的分级筛选

他说他们对硬件进行了“分级”（bin），这是每个制造商都会做的事情。他说他们生产的 Pi 中，只有不到 0.01% 无法在正常电压和频率下通过测试，因此他们把这些放在了一边。

听起来他们能把这些挑出来，整批卖给那些了解实际情况的特定工业客户。这不仅使他们免于将小批量不合格的 Pi 变成电子垃圾，还能给一些合作伙伴提供小幅折扣。

但是对于每一块 Pi，芯片电压都有动态调整，这是 DVFS（动态电压和频率调节）的一部分。对于低级别筛选的芯片，即使时钟频率较低，Pi 实际上可能也需要提高电压才能达到可接受的性能（因此在给定频率下功耗会更高）。

对于品质较好的芯片，即使在默认频率下运行，功耗也会稍低一些。通过使用 DVFS，Pi 的固件能够拉平所有 Pi 的性能表现。因此，即使是市售的零售版 Pi，某一台设备的能效也可能会比另一台稍微高一点。

这就是为什么我的部分 Pi 5 能够超频到 3 甚至 3.4 GHz，而另一些连 2.6 GHz 都达不到。这纯粹是“芯片体质抽奖”，而正是这台表现奇怪的 Pi，让我得以一窥此前从未想过的芯片分选领域的幕后机制。

我把所有的基准测试结果都放在 GitHub 上了，链接附在下方。但说到底，我并不是芯片工程师，所以对我这里说的一切，大家不妨“加点氯化钠”（持保留态度）。