- Raspberry Pi 5 に NVIDIA RTX 5090 GPU を接続し、実際にゲームが可能かを検証した比較テスト
- Beelink MINI-S13、Radxa ROCK 5B、Raspberry Pi 5 の3つの低価格コンピューターを同一GPUで比較
- ARMベースのボードでは FEXエミュレーション による性能低下が深刻で、最新ゲームはほぼ実行不可
- 2010年代のゲーム は低設定で一部実行可能で、特に Portal 2 は4K 60FPS以上で動作
- 実験の結果、Beelinkのx86システムが最も優秀 で、ARMボードは電力効率は高いもののゲーム性能は限定的
実験概要
- GPUをPCに追加するのではなく、SBC(Single Board Computer) をGPUに接続するという発想から出発
- Raspberry Pi 5 に外付けGPUを接続できることを確認し、実際のゲーム性能を比較
- 比較対象は Beelink MINI-S13 (Intel N150)、Radxa ROCK 5B (RK3588)、Raspberry Pi 5 (BCM2712)
- Beelink: x86ベース、PCIe Gen3 x4対応
- ROCK 5B: ARMベース8コア、PCIe Gen3 x4
- Pi 5: ARMベース4コア、PCIe Gen2 x1（約500MB/sの帯域幅）
eGPU構成
- OCuLinkドック を使ってRTX 5090 Founders Edition（32GB VRAM）を各デバイスに接続
- OCuLinkはPCIe拡張ケーブルの形式で、外部電源ユニットを別途使用
- IntelベースのBeelinkでは通常の NVIDIAドライバー で認識
- ARMボードは DMA非一貫性、メモリアラインメントの問題 などにより標準ドライバーと互換性なし
- GitHubユーザー @mariobalanca のパッチを適用してドライバーを動作させた
- 修正版ドライバーはUbuntu/Fedora向けに公開されている
CPU性能比較
- ほとんどのPCゲームは Intel CPU 向けに設計されているため、ARMでは FEX互換レイヤー が必要
- FEX実行時には性能が大きく低下し、Raspberry Pi 5のFEX性能は2008年のCore 2 Quad Q9650相当
- CPU性能が低くてもGPUが強力ならゲームが可能か、という仮説を検証
ゲームテスト結果
- Cyberpunk 2077 (2020) :
- Beelinkでは低設定でプレイ可能
- ROCK 5Bは約22FPS、Pi 5は15FPS以下で事実上不可能
- Doom: The Dark Ages (2025) :
- FEX非対応で実行不可、CPUボトルネックにより30FPS制限
- Alien: Isolation (2014) :
- ARMではVulkan（DXVK）がクラッシュするためOpenGL（WineD3D）を使用
- ROCK 5Bは平均23FPS、Pi 5は15FPS程度
- Hitman: Absolution (2012) :
- ARMボードではほぼ実行不可、BeelinkはWindowsで快適
- Just Cause 2 Demo (2010) :
- Pi 5で平均40FPSを達成し、2010年代のゲームは一部プレイ可能
- Portal 2 (2011) :
- ネイティブLinux版で4K解像度60FPS以上
- RTX 5090の性能をフル活用しなくても十分動作可能
消費電力
- Raspberry Pi 5: 負荷時で9W未満
- Beelink: Cyberpunkベンチマーク中で約30W
- ARMボードはx86エミュレーションで性能は低いが、電力あたりの効率は高い
結論
- Raspberry Pi 5 + RTX 5090の組み合わせ は「技術的には可能だが実用的ではない」
- 最新ゲーム（2020年以降）の大半は 16FPS以下 で実用的ではない
- 2010年代のゲーム は低設定で実行可能
- Beelink MINI-S13 が全体として最も良いゲーム性能
- x86ネイティブ環境で、WindowsではWINE/Protonより高いFPS
- ROCK 5B はPi 5よりやや優勢だが、FEXエミュレーションの損失 により大差はない
- ARMベースのゲーミングは、今後 ValveのARM VRヘッドセット、NVIDIAのARM SoC などによって改善する可能性がある
- 現時点では、高価なGPUを低価格SBCに接続するのは、実用性より実験的な面白さに近い
1件のコメント
Hacker Newsの意見
物理インターフェースが可能性を示していたので実際にやってみようという趣旨で、予想よりはるかにうまく動いた
GPU計算が重く、帯域幅の制約があるアプリケーションでは、こうした組み合わせが実際に役立つ可能性もある。結局のところ5090にイーサネットポートを追加したようなもので、価値はある
つまりPiを5090に挿すのは、文字通り「馬を1万倍大きい馬に置き換える」ようなものだ
アクセサリまで含めるとx86ミニPCより高く、中古のシンクライアントよりも効率が悪い
半導体不足の時代に上がった価格が、いまだに十分下がっていない
5Vの大電流電源、micro HDMI、PCIeリボンケーブル、SSDアダプタ、ケース不足、側面の電源入力など、不便な要素が多い
GPIOが中核だが、実際にはハードウェアハックの大半は、より安価なマイクロコントローラで解決している
カメラやGPIOのような周辺機器とのインターフェースが容易なのが利点だ
Phoronixの記事によれば、FEXエミュレータ上である程度動作するか、サポートが進行中のようだ
シングルプレイのゲームなのに、「誰を防ごうとしているのか」という疑問が残る
1桁FPSでも、10歳のゲーマーには十分「プレイ可能」だった
DGX SparkとMac Studioが、現在のArmベースで最高性能のプラットフォームに見える
速度以上に驚くのは、「これが動く」という事実だ
ドライバの再インストール、掃除、ロールバックなど一通り試したが解決しない
ところがBazzite + Protonでは完璧に動く。今後はLinuxゲーミングに移行しそうだ
なぜこんな差が出るのか、いまだに不思議だ
Pi4: 20FPS / 5W、Pi5: 40FPS / 10W、3588: 300FPS以上 / 15W
結局5090は、ゲームプレイの観点では意味がない
ポリゴンやテクスチャが増えても面白さは保証されない。AAAゲームはすでに頂点に達しており、C#/Javaベースのモッディングのほうがずっと面白い
完璧ではなかったが、当時はすごいハックのように感じられた
今ではもっと良い方法がたくさんあるだろうが、外付けGPUは今でも有用でクールな解決策だ
冷却の心配も少なくて済むが、その代わりノイズキャンセリングヘッドホンは必須だ
寮ではだめで家ではうまく動いたことを考えると、干渉の問題だったようだ
おそらく5090の代わりに5060を使っても似たような結果になるだろう
たとえばN150ミニPCに低価格のAMD eGPUを付ければ、安価なゲーミングノートPC並みの性能を出せるかもしれない
GPUだけを変えながら価格対FPSの曲線を描いてみると面白そうだ
製造コストはわずかだが、機能追加で100ドルくらい上乗せできそうだ