2026/02/20 17:48
**Raspberry Pi Pico 2** - クロック速度：**873.5 MHz** - コア電圧：**3.05 V**
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要約▶
日本語訳
改良された要約
Pico 2 ボードの RP2350 は、電圧を高くし、十分な冷却を行えば、定格速度を大きく超えて安定的にオーバークロックできます。ベンチマークでは、1.5 V で最大 512 MHz、1.7 V で 570 MHz、2.0 V で 654 MHz、2.2 V で 678 MHz が安定して動作します（通常の空気流下）。ヒートシンクと PC ファンを追加すると、ピークはわずかに上昇し（1.7 V で 576 MHz、1.9 V で 636 MHz）、さらに高い冷却（ドライアイス ≈–80 °C）ではコア温度が約 –80 °C に低下し、2.8–3.0 V の範囲で 800–840 MHz が可能になります。熱放散は約 1 A の電流消費で制限されます。
リングオシレータテストでは、2.95 V で約 820–840 MHz まで安定性が確認されています。一方、クリスタルオシレータを用いたオーバークロックは 3.05 V で 861.6 MHz に達しましたが、その直後に一瞬 873.5 MHz へ跳ね上げたため失敗しました。RP2350 の内蔵電圧レギュレーターは 1.3 V を超えて供給できますが、約 2.0 V を超えると性能が低下します。実際の限界は外部ベンチサプライを使用しない場合、2.2–2.35 V 程度です。
Pico 2 のテストポイント 7 ではコア電圧を直接測定でき、高い電流供給も可能です。1.6 V のコア電圧でも追加冷却なしで 500 MHz を安全にオーバークロックできます。RP2350 上の RISC‑V コアは、同等の ARM コア（整数のみワークロード）と比べて MHz あたり約 5 % 高い CoreMark を提供し、ユーザーに軽微な性能優位を与えつつ、ボードコストを £5 未満に抑えることができます。さらに、ドライアイス冷却、高電圧、ショートなど極端な条件下でも堅牢性を示しています。
本文
RP2350 は本当にどれくらい高速に動くのか？
Mike はクリスマス休暇を迎えると同時に、季節感あふれる乾燥氷（❄️）を使って Pico 2 のオーバークロック実験に没頭しました。
数年前、Raspberry Pi は通常の Pico を 1 GHz にまでオーバークロックし、Pico が元々の Pi よりも一時的に性能が上回るという驚くべき結果を発表していました。
Pico は非常に良いオーバークロック特性を持ちます。実際、Raspberry Pi Pico は 1.3 V のコア電圧であれば通常 400 MHz を超えて動作しますが、RP2040 ではオンボードレギュレーターが 1.3 V に制限されているため、それ以上は簡単には行きません。
RP2350 のデータシートを手にしたとき、すぐに気づいたのは電圧レギュレーターの上限が解除できる点です。つまり 1.3 V を超える電圧を要求できるということでした。Pico 2 を入手してからは、より高いコア電圧でどんな挙動になるか（そして電圧を上げすぎたら「魔法の煙」が出るのか）に興味が湧きました。
初期実験
MicroPython スクリプトを使ってレギュレーターから異なる電圧を要求できました。
RP2350 が特定の電圧でどれくらい高速にクロックできるか調べるため、100! を計算し正しい答えになるまでクロック速度を上げていく簡易テストを実行しました。
さらに厳密な検証として MicroPython の性能ベンチマークを用いて安定性を確認しました。
一般的に 100! の単純テストよりも約 20 MHz 程度 CPU クロックを落とす必要がありました。
| 電圧 | 最大クロック | 温度 |
|---|---|---|
| 1.1 V | 312 MHz | 25.6 °C |
| 1.3 V | 420 MHz | 33.6 °C |
| 1.5 V | 512 MHz | 44.4 °C |
| 1.7 V | 570 MHz | 53.7 °C |
この時点で、RP2 チップが本当に熱くなるのを実感しました。RP2040 は約400 MHz、1.3 V の状態ではほんの少し温まる程度です。
冷却対策
熱問題に対処するため、Pico 2 上の RP2350 に小型ヒートシンクを装着し、周囲へ向けて PC ファンを設置して十分な通気を確保しました。
| 電圧 | 最大クロック | 温度 |
|---|---|---|
| 1.7 V | 576 MHz | 35.0 °C |
| 1.9 V | 636 MHz | 41.1 °C |
| 2.0 V | 654 MHz | 44.8 °C |
| 2.2 V* | 678 MHz | 57.5 °C |
2.0 V を超えると、オンボードレギュレーターは 0.05 V または 0.1 V の増分で 2.0 V までしか供給できず、次のステップが 2.35 V です。
2.0 V から 2.35 V への性能向上は期待ほどではなく、さらに調査した結果、高電圧時にレギュレーターが十分な電流を供給できないことが判明しました。
Pico 2 の背面にある Test Point 7 はマルチメータでコア電圧を測定できるため、実際に供給されている電圧を確認するのに役立ちました。
更なる挑戦
Pimoroni の人たちと話し合い、Niko から「液体窒素でオーバークロックしてみよう」という冗談が出ました。
しかし LN₂ は取り扱いが難しく、はんだ付けや PCB を破損する恐れがあります。乾燥氷（固体 CO₂）は入手しやすく、約 –80 °C まで冷却できるため、十分な速度向上が期待できます。
⚠️ エディトリアルノート: 乾燥氷を使う場合は、何をしているか分かっており、CO₂ の昇華や –80 °C での温度が引き起こす問題を考慮し、適切な安全対策を講じていないと実験しないでください！
テスト環境
厳密に検証するため、以前使った MicroPython ベンチマークではなく CoreMark（フリー）を採用しました。CoreMark は他の CPU と比較可能な結果を出し、正しい動作もチェックできます。
- 両コアを最大負荷で走らせる。
- PIO 経由で 1 MHz のリファレンスクロックを使用してサイクル数を正確に測定。これによりリングオシレータとクリスタルオシレータの比較が可能になる。
- Protik Banerji の RP2350 用 CoreMark を改造：
- RP2350 向けにコンパイルし、デュアルコアを有効化。
- RAM ビルド（最大性能）へコピー。
- USB コンソールではなく UART 出力。
- 実行ごとにオンボード温度を表示。
- ループは繰り返し実行。
- 電圧／クロック設定またはリングオシレータへの切替前にプロンプト。
Pico W と pico‑uart‑bridge を使って WiFi 通信を行い、"Temp" や "CoreMark" で始まるラインを送信。PicoVision がリアルタイムでデータを表示しました。
初期結果
- ベースライン：Pico 2 100 MHz（1.1 V） – CoreMark スコアを線形 MHz 等価値に換算。
- 小型ヒートシンクと乾燥氷で安定動作が 700 MHz まで達成。
- オンボードレギュレーターを無効化し外部電圧を供給した場合：
- 800 MHz @ 2.8 V
- 840 MHz @ ~3.0 V（数分後に不安定）
- 873.5 MHz @ 3.05 V – 約1 分でクラッシュ。
リングオシレータ実験
RP2350 のデータシートは「自動オーバークロック」をリングオシレータ経由で行えると示唆しています。これはコア電圧と温度に追従するはずです。しかし実際には不安定でした。
- 空冷時：TOOHIGH + 最大ドライブで約1.5 V まで動作。以降失敗。
- 約2.6 V ではチップがクラッシュ。ドライブを下げても最高電圧での完全安定は実現できませんでした。
したがって、リングオシレータは小刻み（12 MHz）でクリスタル周波数に追従できますが、高頻度オーバークロックにはあまり信頼性がありません。
より良い Pico 2 の選択
最初にテストした Pico 2 は最高のものではありませんでした。Pimoroni から 7 枚を受け取り、すべて MicroPython 周波数検索で試しました：
- 1.1 V 時点で最大周波数は 316–336 MHz の範囲。
- 2 枚が最も良く動作。追加のピンにスルーボードを接続し、Pico W を介した第二のグランドへアクセスできるようにしました。
これらの改善で：
- 約3.05 V で 850 MHz に到達（不安定）。
- 安定動作は 840 MHz が数分間可能。
- 大きな銅板を追加しても低温時には熱パッドが効果的ではありませんでした。
RISC‑V コア
RP2350 は 2 本の RISC‑V コアも備えています。
RISC‑V GCC を使用し
PICO_PLATFORM=rp2350-riscv最高速度
| 構成 | 電圧 | 周波数（報告） | 備考 |
|---|---|---|---|
| リングオシレータ、2.95 V | 2.95 V | 820–840 MHz | 約10分安定 |
| クリスタル、3.05 V | 3.05 V | 861.6 MHz（要求 864 MHz） | 873.5 MHz で約1分後にクラッシュ |
最高速度は 873.5 MHz。それ以上の電圧を試すとチップが損傷する恐れがあります。
結論
- RP2350/Pico 2 は驚くほど頑丈です。乾燥氷冷却、高コア電圧、偶発的な湿気短絡でも、どのボードも目立ったダメージを受けません。
- 約700 MHz を超えると、電圧上昇による性能向上は薄れ、熱管理が限界になります。
- 1.6 V 程度の軽いオーバークロックで 500 MHz 前後なら追加冷却なしでも安全に長時間運用可能です。
- 乾燥氷は楽しく効果的ですが、液体窒素を使えばさらに限界を押し上げられます。ただしリスクが伴うため慎重に。
ヒント: コストを抑えつつ再現性のあるテストプラットフォームを求めるなら、Pico 2 ボードは 1 本ずつ使い捨てで実験しても構いません。各枚が £5 未満で、過酷なオーバークロックでも目立った損傷はほとんどありません。