přejít na obsah přejít na navigaci

Linux E X P R E S, Jak chladit Raspberry Pi 4B

EDU Trainings IT školení

Jak chladit Raspberry Pi 4B

raspberrypi.png

Raspberry Pi 4B nabízí nejen výrazně větší porci výkonu, než předchozí modely, ale také o něco více hřeje. Potřebuje lepší chlazení, ale jaké?


Nejprve si vyzkoušíme tepelné chování samotného Raspberry Pi 4B. K tomu použijeme stejný test jako u předchozího modelu. Připomeňme si, že při něm bude zatížen procesor (SoC) Raspberry Pi na plný výkon a bude pravidelně zaznamenávána jeho teplota a frekvence.

Měření bez chladiče

U desky položené jen tak na stole bez jakéhokoli chladiče dosáhla teplota procesoru velmi rychle kritické teploty 82,5 °C a pak už se jen se držela okolo této hodnoty. Procesor se začal bránit přehřátí snižováním svého taktu, tzv. throttlingem.

teplota_bez_chladice.png

To je velice dobře patrné z grafu průběhu frekvence procesoru. Zpočátku se její hodnota držela na nominálních 1,5 GHz, ale po dosažení kritické teploty 82,5 °C kolísala mezi 750 MHz a 1 GHz.

frekvence_bez_chladice.png

Propad pracovní frekvence procesoru je tedy u Raspberry Pi 4B v tomto testu mnohem výraznější, než u předchozího modelu 3B.

Měření s pasivním chladičem

Podívejme se jak byly ovlivněny výsledky stejného testu, když byl procesor Raspberry Pi 4B opatřen malým pasivním chladičem? Deska opět zůstala bez krabičky, položená jen tak volně na stole.

teplota_s_pasivem.png

Při měření došlo stejně jako v prvním případě k dosažení kritické teploty 82,5 °C, ale trvalo to přece jen o něco déle.

frekvence_s_pasivem.png

Z průběhu grafu frekvence procesoru je patrné, že pasivní chladič trochu pomohl. K throttlingu sice došlo ale frekvence se nepropadla pod 1GHz. Z měření je ale jednoznačně patrné, že malý pasivní chladič nestačí k uchlazení Raspberry Pi 4B při plném výkonu.

Zkusme se ještě podívat na hodnoty průběhu teploty s tímtéž chladičem při běžném provozu, který zahrnuje kopírování souborů, prohlížení webových stránek a vytváření dokumentů v LibreOffice.

teplota_s_pasivem_bezna_zatez.png

Teplota se při tomto méně náročném testu udržela v rozmezí od 69 °C do 75 °C. Za běžného provozu, se tedy Raspberry Pi 4B opatřený malým pasivním chladičem nepřehřívá, ale příliš velké rezervy zde nejsou. Stačí spustit na delší dobu něco náročnějšího a pracovní frekvence půjde spolu s výkonem dolů. Raspberry Pi Foundation sice slíbila novou verzi firmware, která by problém s přehříváním měla zlepšit, ale pro dosažení stabilního výkonu při vysoké zátěži to stačit určitě nebude. Nabízí se dvě možná řešení chlazení – aktivní nebo pasivní.

Aktivní chlazení pomocí chladicí sady Zonepi

Chladicí sada Zonepi Galaxy, která doplňuje stejnojmennou krabičku, se skládá z pasivního chladiče a malého 5V ventilátoru vloženého do plastového stojánku.

chladici_sada_zonepi.jpg

Její montáž je jednoduchá. Stačí nalepit pasivní chladič na procesor, vložit stojánek na správné místo do krabičky a připojit koncovky kabelů ventilátoru na příslušné piny GPIO sběrnice.

zonepi_s_chlazenim.jpg

Ačkoli jsou možná dvě různá zapojení, doporučuji pouze to, při němž je ventilátor napájen napětím 3,3 V tj. je připojen na piny 1 (červený drát) a 6 (černý drát). Při něm je jeho provoz mnohem tišší, než u 5V zapojení a k uchlazení Raspberry Pi 4B bez problémů stačí. Při plném výkonu v dříve popsaném testu teplota procesoru nepřesáhla 61 °C.

teplota_zonepi.png

Aktivní chlazení tedy má značnou rezervu odvedeného tepla a proto může být použito i při vašich pokusech s přetaktováním Raspberry Pi 4B. V uzavřené krabičce Zonepi není ventilátor skoro vidět a pokud krabičku umístíte tak, aby její okolí nezesilovalo jeho jemné bzučení, nebude ho ani moc slyšet.

zonepi.jpg

Pasivní chlazení pomocí krabičky KKSB

Ti, kdo upřesnostňují dokonale tichý provoz Raspberry Pi 4B, raději sáhnou po některé z kovových krabiček s integrovaným chladičem. Dobrou volbou bude jistě krabička Flirc o které jsem se už zmínil v článku Několik krabiček pro Raspberry Pi. Samozřejmě je nutné použít její verzi pro model 4B.

Pro následující test byla zvolena velmi podobná krabička KKSB, která je vyfrézována z masivního hliníku. Její tělo je stejně jako u krabičky Flirc opatřeno vystouplým chladičem, který se při montáži dokonale spojí s procesorem Raspberry Pi pomocí oboustranné tepelně vodivé pásky.

kksb_soucasti.jpg

Toto spojení umožňuje vynikající odvod tepla z procesoru na celý povrch krabičky. Díky tomu byla nejvyšší dosažená teplota při testu v plné zátěži pouze 73 °C. Rezerva odvedeného tepla je sice nižší než u aktivního chlazení, ale přesto výborně dostačuje i pro nasazení s velkými výkonovými nároky.

teplota_kksb.png

Drážka pro zajištění nízkého útlumu signálu WiFi a Bluetooth spolu s červeně zářícím světlovodem kontrolní diody propůjčují průčelí krabičky vzhled, který mi připomněl Cylona ze seriálu Battlestar Galactica. Šedostříbrný matný povrch krabičky spolu s dokonalým zpracováním naznačují, že krabičku rozhodně nebude nutné nikam schovávat. Za luxusní frézované provedení se ale platí. Cena krabičky KKSB je zhruba na úrovni dvojnásobku ceny krabičky Flirc.

kksb.jpg

Shrnutí

Z průběhu měření je zřejmé, že pro nenáročné použití lze u Raspberry Pi 4B vystačit s nalepením malého pasivního chladiče. Ovšem všude tam, kde chceme zaručit, že výkon sestavy nebude degradován jejím přehříváním, se bez kvalitně provedeného chlazení neobejdeme. Dvě možnosti, které zde byly uvedeny, chladicí sada Zonepi Galaxy a krabička KKSB, naznačují dva možné směry řešení. Na otázku, zda zvolit aktivní nebo pasivní chlazení si už ale musí odpovědět každý sám.

Nahoru

Příspěvky

Jak chladit Raspberry Pi 4B
pim 1. 11. 2019, 16:48:49
Odpovědět  Odkaz 
Pri tom uvodnim mereni bylo Raspberry Pi 4B v zavrene krabicce? Mne s dobre vetranou krabickou a malym pasivnim chladicem nestoupla teplota nad sedmdesat stupnu ani pri nekolikahodinovem enkodovani videa.
Jak chladit Raspberry Pi 4B
Lubomír Čevela 1. 11. 2019, 17:29:54
Odpovědět  Odkaz 
Deska byla položena jen tak na stole bez jakékoli krabičky. Totéž platí pro druhé měření s malým pasivním chladičem.
Jak chladit Raspberry Pi 4B
pim 1. 11. 2019, 18:13:32
Odpovědět  Odkaz 
Zvlastni. Ze by ten rozdil byl zpusoben tim, ze misto wifi je ten kus pripojeny pres ethernet a neni aktivni graficky vystup? Vecer to zkusim.
Jak chladit Raspberry Pi 4B
Lubomír Čevela 1. 11. 2019, 18:19:42
Odpovědět  Odkaz 
Zkuste raději zopakovat můj test, při němž používám sysbench. Běžná zátěž je v článku probírána také a Raspberry Pi se při ní nepřehřívá. Zjistil jsem, že enkoding MP3 nebo videa nemusí vadit, zvláště pokud nezatíží všechna procesorová jádra. Kupodivu horší bylo přehrávání videa ve formátu, který není podporován akcelerací GPU nebo přesuny velkého množství dat po ethernetu.
Jak chladit Raspberry Pi 4B
peter 2. 11. 2019, 11:04:50
Odpovědět  Odkaz 
pouzitim ventilatora straca tento pocitac vyhodu bezhlukoveho chodu.
Jak chladit Raspberry Pi 4B
pim 2. 11. 2019, 17:38:33
Odpovědět  Odkaz 
Tak pricina zahadne nizke teploty u mne byla necekana - kabel. Zdroj byl v poradku, ale kabel nebo konektor po chvili behu zvysily svuj odpor natolik, ze rpi kvuli podpeti preslo na 600 MHz. Po vymene kabelu vse najednou jede rychleji a samozrejme i vic topi.

Diky za clanek, bez nej by me nenapadlo se po tom pidit a po case bych si nejspis i odrovnal desku:-).

Ad peter: Ticha je Noctua. Pro rpi se bude hodit https://noctua.at/en/nf-a4x10-5v
Jak chladit Raspberry Pi 4B (pasivně?)
Maniak 4. 11. 2019, 14:26:11
Odpovědět  Odkaz 
Definitivní a přitom pasivní řešení je od coolipi.com. Při plné zátěži teplota nepřeleze 50 stupňů. Viz https://www.coolipi.com/Performance.html
Re: Jak chladit Raspberry Pi 4B (pasivně?)
Lada 8. 11. 2019, 00:20:32
Odpovědět  Odkaz 
A v cestine zde:

https://www.coolipi.com/CS/Performance.html

Odpovědět

Nejsou podporovány žádné značky, komentáře jsou jen čistě textové. Více o diskuzích a pravidlech najdete v nápovědě.
Diskuzi můžete sledovat pomocí RSS kanálu rss



 
 

Top články z OpenOffice.cz

Lubomír Čevela

Lubomír Čevela

Lubomír Čevela (*1968) pracuje jako vývojář pro jednu velkou nadnárodní společnost. Pokud zrovna něco nesepisuje, zabývá se fotografováním nebo hraním na basu.


  • Distribuce: Ubuntu, Mandriva

| proč linux | blog


SAM v kostce 2019

Redakční blog

Pavel Fric

Pavel Fric, 21. srpen

Sayonara Player 1.5.1

Přehrávač, jak má být. Poslední dobou vývoj šlape


Pavel Fric

Pavel Fric, 26. leden

MuseScore 3

První aktualizace třetí řady notačního editoru MuseScore


Redakce

Redakce, 21. prosinec

Pište pro LinuxEXPRES

Baví vás Linux? Pište o něm, není to nic těžkého. LinuxEXPRES hledá nové autory.


Všechny blogy »

Lokia