Raspberry Pi 4 adalah pemutakhiran yang tidak dapat disangkal dari komputer Raspberry Pi sebelumnya dalam hal kinerja, tetapi kinerja harus dibayar: peningkatan penarikan daya, dan oleh karena itu meningkatkan pembangkitan panas dari SoC BCM2711B0 pada intinya. Tanpa beberapa bentuk pendinginan aftermarket, pelambatan termal terjadi hanya dalam tiga setengah menit.
Untungnya, komunitas Raspberry Pi sudah siap dengan solusi – seperti Pimoroni Fan Shim atau Heatsink yang sepenuhnya pasif, keduanya kompatibel dengan desain casing berlapis Pibow terbaru perusahaan dan dengan izin yang cukup untuk mendukung penggunaan sebagian besar Hardware Attached on Top (HAT) add-on. Lalu ada Menara Es, yang dirancang oleh 52Pi dan dijual melalui Seeed Studio, yang… yah, kita akan membahasnya.
Menjinakkan Panas
Bagi banyak pengguna, Raspberry Pi 4 bekerja dengan sangat baik tanpa pendinginan tambahan. Masalahnya muncul ketika Anda menjalankan beban kerja yang mematok CPU dan/atau GPU lebih dari sekitar tiga setengah menit. Setelah jangka waktu tersebut, SoC telah mencapai suhu operasi atas 80 derajat Celcius – pada saat itu SoC akan secara otomatis turun ke 1GHz dari 1,5GHz stok. Jika beban kerja berlanjut, SoC akan terus memantul antara operasi kecepatan penuh dan kecepatan rendah hingga diberi kesempatan untuk mendingin kembali.
Untuk mendapatkan kinerja puncak yang berkelanjutan, suhu SoC harus dijaga di bawah 80 derajat Celcius. Ada beberapa pendekatan untuk mencapai hal ini – jika Anda mengesampingkan memasukkannya ke dalam minyak mineral atau menuangkan nitrogen cair di atasnya: konveksi paksa, seperti pada Pimoroni Fan Shim, atau peningkatan luas permukaan, seperti pada Pimoroni Heatsink. Lalu ada opsi nuklir: menggabungkan keduanya.
Menara Es Cometh
Menara Es 52Pi terinspirasi oleh rakitan heatsink dan kipas (HSF) bergaya menara bertumpuk tunggal yang mendominasi pasar PC desktop. Saat dibongkar dari kotak – yang mencakup trio bantalan bahan antarmuka termal (TIM), jika Anda perlu melepasnya dan memasangnya kembali di masa mendatang, braket pemasangan dan aksesori untuk Raspberry Pi 4 dan Raspberry Pi 3 Model B/ Model B+, obeng kecil, dan manual kecil tapi penuh warna – rasanya, dibandingkan dengan inspirasi desktopnya, sangat kecil.
Namun, setelah diinstal pada Raspberry Pi, Menara Es tampak sangat besar. Berdiri bangga dengan papan tidak kurang dari 60mm, Menara Es mencakup pipa panas tembaga berdiameter 6mm tunggal yang ditekuk menjadi bentuk U untuk melewati tumpukan heatsink aluminium 26-sirip – meskipun, seperti yang dibuktikan oleh sifat sirip yang sedikit goyah, itu gaya gesekan sederhana. Di dasar U adalah blok aluminium yang berfungsi sebagai pelat kontak untuk SoC yang dirancang untuk mendinginkan, dengan pipa panas membuat kontak langsung di tengahnya. Di bagian depan adalah kipas 40mm dalam plastik transparan, dipasang – untuk beberapa alasan – dengan LED biru cerah.
Pemasangannya sendiri cukup mudah: braket pemasangan dua bagian dipasang ke dasar heatsink dengan sepasang sekrup, lalu empat pilar pemasangan terpasang ke Raspberry Pi. Heatsink dan braket kemudian diturunkan ke pilar ini dan diamankan dengan empat mur kecil sebelum dua kabel daya untuk kipas – 5V dan ground – dihubungkan ke port GPIO Raspberry Pi. Bagi mereka yang ingin menggunakan HAT, Menara Es bukanlah pilihan yang mudah: bahkan jika Anda bersedia menggunakan kabel untuk memindahkan HAT secara fisik dari Menara Es yang sangat tinggi, kabel listrik akan di jalan kecuali Anda senang untuk menyambungkannya secara manual.
Performa Luar Biasa
Jika Anda mengikuti instruksi pada surat itu, Menara Es menjalankan kipasnya dari catu daya 5V Raspberry Pi melalui header GPIO. Tidak ada kontrol perangkat lunak; tidak seperti Pimoroni Fan Shim: kipas Menara Es aktif selama Raspberry Pi itu sendiri memiliki kekuatan, dan begitu juga LED birunya yang sangat terang. Kipas dikonfigurasi, seperti biasa untuk pendingin bergaya menara, untuk mendorong udara melalui tumpukan sirip, dan terdengar jelas saat digunakan.
Dalam suhu sekitar 28 derajat Celcius, hampir empat derajat lebih panas dari pengujian asli Raspberry Pi 4 tanpa pendinginan tambahan, Menara Es tidak kesulitan menjaga SoC tetap dingin: tidak ada titik, bahkan menjelang akhir proses, Suhu SoC – diukur menggunakan sensor internal – mencapai di atas 46 derajat Celcius. Ini adalah hasil yang bahkan lebih baik daripada yang dikelola oleh Pimoroni Fan Shim, yang mencapai puncaknya tepat di bawah 55 derajat Celcius dalam pengujian yang sama. LED di kipas, bagaimanapun, meningkatkan penarikan daya Menara Es: kipas menarik sekitar 0,7W dibandingkan dengan 0,6W dari Fan Shim, yang hanya memiliki satu LED RGB yang dapat diprogram pengguna.
Tampilan Raspberry Pi 4 dengan Ice Tower yang dipasang di bawah kamera pencitraan termal menunjukkan perbedaan dramatis pada Raspberry Pi yang sama tanpa pendinginan aftermarket. Seluruh papan — bagian-bagiannya yang terlihat di bawah sebagian besar heatsink, bagaimanapun juga — tampak lebih dingin, meskipun aliran udara melintasi tumpukan sirip dan tidak pernah mencapai PCB. Pesannya jelas: dinginkan SoC, satu-satunya sumber pemanas terbesar di papan, dan Anda mendinginkan seluruh Raspberry Pi.
Suara kesunyian
Meskipun kipas Menara Es tidak terlalu keras, itu bisa sedikit menjengkelkan. Ada solusi cepat: pindahkan kabel daya merah dari pin 5V pada header GPIO Raspberry Pi ke pin 3V3. Melakukannya akan mengurangi kecepatan kipas, dan karena itu kebisingannya, dan kecerahan LED, dengan biaya yang mendorong lebih sedikit udara melalui tumpukan heatsink.
Pada 3.3V, Menara Es masih menangani beban kerja pengujian intensif CPU dan GPU selama sepuluh menit. Meskipun suhu, tidak mengherankan, lebih tinggi daripada dengan kipas yang berjalan dengan kecepatan penuh, mereka tidak pernah mencapai di atas 50 derajat Celcius – jauh di bawah titik throttle SoC.
Namun, bagi mereka yang mendambakan keheningan mutlak, ada opsi lain: melepas kipas sama sekali. Itu dipegang pada unit pendingin Menara Es dengan empat sekrup kecil, dan dapat dengan cepat dilepas dengan hanya menyisakan satu set titik pemasangan yang dapat dibanggakan dengan tumpukan sirip yang tepat.
Menghindari pelambatan saat mendinginkan sepenuhnya secara pasif tidaklah mudah: Pimoroni Heatsink tidak dapat mengaturnya, meskipun ia mencoba dengan berani, dengan operasi akselerasi pertama tercatat sekitar delapan setengah menit beban berkelanjutan. Menara Es, berkat luas permukaan dan massa keseluruhannya yang jauh lebih besar, adalah cerita yang berbeda. Bahkan dengan kipas dilepas, Menara Es menjaga SoC jauh di bawah titik throttle dengan suhu puncak tercatat 68 derajat Celcius. Hasil yang mengesankan ini menunjukkan bahwa Menara Es pasif bahkan dapat menangani beban kerja berkelanjutan yang diperpanjang, dan pada pengujian yang diperpanjang, suhu SoC, yang diukur menggunakan sensor internal, tidak pernah mencapai lebih tinggi dari 70 derajat Celcius.
Intinya
Menara Es 52Pi tidak dapat disangkal mengesankan, tetapi memiliki kekurangannya. Hilangnya header GPIO adalah masalah yang pasti, seperti fakta ukuran heatsink berarti Anda tidak mungkin memeras Raspberry Pi ke salah satu kasus saat ini di pasar. Dengan harga $19,90 dari Seeed Studio, ditambah pengiriman dari China hingga pengecer di luar negeri mengambil stok, ini adalah kipas yang mahal untuk dipasang pada komputer seharga $35.
Lampu LED juga merupakan pilihan yang menarik: akan menyenangkan jika dapat menyalakan dan mematikannya secara terpisah dari kipas, dan kontrol perangkat lunak dari kipas akan menjadi bonus tambahan.
Ada beberapa alasan untuk memilih Menara Es 52Pi daripada Pimoroni Fan Shim, yang juga membuat Raspberry Pi 4 cukup dingin untuk menghindari pelambatan termal, bahkan ketika di-overclock, tetapi harganya setengah dari harga dan menyisakan ruang bagi Anda untuk menggunakan sebagian besar HAT dan kasing .
Jika semua yang Anda khawatirkan adalah memiliki kinerja pendinginan terbaik, tidak banyak yang bisa menandingi Menara Es 52Pi. Bahkan beban kerja yang paling berkelanjutan tidak akan membuatnya berkeringat, dan ada cukup ruang untuk menangani Raspberry Pi 4 yang di-overclock atau lingkungan operasi yang lebih hangat. Dan jika Anda ingin pengoperasian yang senyap, heatsink dengan kipas yang terlepas cukup baik untuk mencegah pelambatan.
Kredit Gambar: Gareth Halfacree
Catatan Editor: Versi sebelumnya dari artikel ini menyatakan bahwa, dalam jangka waktu yang cukup lama, pelambatan tidak dapat dihindari saat menggunakan Menara Es dalam mode pasif; pengujian diperpanjang telah menunjukkan bahwa ini tidak terjadi, dan di lingkungan udara terbuka Menara Es akan mencegah pelambatan bahkan pada beban kerja beberapa jam.
