Raspberry Pi 4は、パフォーマンスの問題において以前のRaspberry Piコンピューターをアップグレードしたことは否定できませんが、パフォーマンスにはコストがかかります。つまり、消費電力が増加し、その結果、BCM2711B0SoCからの発熱が増加します。何らかの形のアフターマーケット冷却がなければ、熱スロットルはわずか3分半で発生します。
ありがたいことに、Raspberry Piコミュニティは、Pimoroni Fan Shimや完全パッシブヒートシンクなどのソリューションを用意しています。どちらも、同社の最新のPibowレイヤードケースデザインと互換性があり、ほとんどのハードウェアアタッチオントップ（HAT）の使用をサポートするのに十分なクリアランスがあります。アドオン。次に、52Piによって設計され、SeeedStudioを介して販売されているIceTowerがあります。
熱を手なずける
多くのユーザーにとって、Raspberry Pi4は追加の冷却なしで完全に機能します。問題は、CPUやGPUを約3分半より長くペグするワークロードを実行しているときに発生します。その時間が経過した後、SoCは摂氏80度の上限動作温度に達しました。この時点で、SoCはストックの1.5GHzから1GHzに自動的にダウンクロックします。ワークロードが続く場合、SoCは、クールダウンする機会が与えられるまで、フルスピードと低速の動作の間でバウンスし続けます。
持続的なピークパフォーマンスを得るには、SoCの温度を摂氏80度未満に保つ必要があります。これを達成するためのアプローチがあります-とにかく、それを鉱油に浸したり、液体窒素を上に注いだりすることを除外した場合：Pimoroni Fan Shimのように強制対流、またはPimoroniHeatsinkのように表面積を増やします。次に、核となるオプションがあります。2つを組み合わせるということです。
アイスタワーコメス
52Pi Ice Towerは、デスクトップPC市場を支配するシングルスタックタワースタイルのヒートシンクとファン（HSF）アセンブリに触発されています。箱から開梱するとき-サーマルインターフェースマテリアル（TIM）パッドのトリオが含まれています。将来それを取り外して再度取り付ける必要がある場合に備えて、Raspberry Pi4およびRaspberryPi3モデルB /のブラケットとアクセサリを取り付けます。モデルB +、小さなドライバー、そして小さいながらもフルカラーのマニュアル-デスクトップのインスピレーションと比較して、絶対に小さいと感じます。
ただし、Raspberry Piにインストールすると、IceTowerは巨大に見えます。ボードを60mm以上誇りに思っているアイスタワーには、直径6mmの銅製ヒートパイプが1つあり、U字型に曲げられて26フィンのアルミニウムヒートシンクスタックを通過します。ただし、フィンのわずかにぐらついた性質が証明しているように、シンプルなフリクションフィット。Uのベースには、SoCのコンタクトプレートとして機能するアルミニウムブロックがあり、ヒートパイプが中央で直接接触するように設計されています。前面には透明なプラスチック製の40mmファンがあり、何らかの理由で明るい青色のLEDが取り付けられています。
取り付け自体はかなり簡単です。2ピースの取り付けブラケットを1対のネジでヒートシンクのベースに取り付け、次に4つの取り付けピラーをRaspberryPiに取り付けます。次に、ヒートシンクとブラケットをこれらの支柱に降ろし、4つの小さなナットで固定してから、ファン用の2本の電源ケーブル（5Vとアース）をRaspberryPiのGPIOポートに接続します。HATを使用したい人にとって、アイスタワーは簡単なオプションではありません。ケーブルを使用してHATをコミカルな高さのアイスタワーの邪魔にならないように物理的に移動する場合でも、電源ケーブルは手動で接続することに満足していない限り、邪魔になります。
すぐに使えるパフォーマンス
手紙の指示に従うと、IceTowerはGPIOヘッダーを介してRaspberryPiの5V電源からファンを動かします。ソフトウェア制御はありません。Pimoroni Fan Shimとは異なり、Ice Towerのファンは、Raspberry Pi自体に電力が供給されている限りアクティブであり、驚くほど明るい青色のLEDもアクティブです。ファンは、タワー型クーラーで通常行われているように、フィンスタックを通して空気を押し出すように構成されており、使用中にはっきりと聞こえます。
摂氏28度の周囲温度では、追加の冷却なしでRaspberry Pi 4の元のテストよりも約4度高く、Ice TowerはSoCを冷却し続けるのに問題はありません。実行の終わりに向かっても、どの時点でも、内部センサーを使用して測定されたSoC温度は、摂氏46度を超えます。これは、同じテストで摂氏55度をわずかに下回るピークに達したPimoroni FanShimによって管理されるよりもさらに優れた結果です。ただし、ファンのLEDは、アイスタワーの消費電力を増加させます。ファンは、ユーザーがプログラム可能なRGB LEDが1つしかないファンシムの0.6Wと比較して、約0.7Wを消費します。
赤外線カメラの下に取り付けられたアイスタワーを備えたRaspberryPi 4を見ると、アフターマーケット冷却なしの同じRaspberryPiとの劇的な違いがわかります。空気の流れがフィンスタックを横切ってPCBに到達することはありませんが、ボード全体（とにかくヒートシンクの大部分の下に見える部分）は目に見えて涼しくなります。メッセージは明確です。ボード上で最大の熱源であるSoCを冷却すると、RaspberryPi全体が冷却されます。
沈黙の音
アイスタワーのファンはそれほど大きくはありませんが、少しイライラすることがあります。簡単な解決策があります。赤い電源ケーブルをRaspberryPiのGPIOヘッダーの5Vピンから3V3ピンに移動します。そうすることで、ファンの速度、したがってそのノイズとLEDの明るさの両方が低下しますが、ヒートシンクスタックを通過する空気の量が少なくなります。
3.3Vでも、IceTowerは10分間のCPUとGPUを集中的に使用するテストワークロードを処理します。当然のことながら、温度はファンが全速力で動作している場合よりも高くなりますが、摂氏50度を超えることはなく、SoCのスロットルポイントをはるかに下回ります。
ただし、完全な沈黙を切望する人のために、別のオプションがあります。ファンを完全に削除することです。それは4本の小さなネジでアイスタワーヒートシンクに固定されており、フィンスタックを誇らしげに配置する取り付けポイントのセットだけを残してすばやく取り外すことができます。
完全に受動的に冷却しながらスロットルを回避することは簡単ではありません。Pimoroniヒートシンクは勇敢に試みましたが、最初のスロットル操作が約8分半の持続負荷で記録されたため、それを管理できませんでした。アイスタワーは、その劇的に大きな表面積と全体的な質量のおかげで、別の話です。ファンを取り外しても、アイスタワーはSoCをスロットルポイントよりかなり低く保ち、記録されたピーク温度は摂氏68度でした。この印象的な結果は、パッシブIce Towerが拡張された持続的なワークロードを処理できることを示唆しており、拡張テストでは、内部センサーを使用して測定したSoC温度が摂氏70度を超えることはありませんでした。
結論
52Piアイスタワーは間違いなく印象的ですが、欠点があります。GPIOヘッダーの損失は明確な問題であり、ヒートシンクのサイズは、市場に出回っている現在のケースのいずれかにRaspberryPiを押し込む可能性が低いことを意味します。Seeed Studioからの19.90ドルに加えて、海外の再販業者が在庫を受け取るまで中国からの送料で、これは35ドルのコンピューターを搭載するための高価なファンです。
LEDライトも興味深い選択です。ファンとは別にオンとオフを切り替えることができれば良かったでしょうし、ファンのソフトウェア制御は追加のボーナスでした。
ピモロニファンシムよりも52Piアイスタワーを選択する理由はいくつかあります。これにより、オーバークロックした場合でもRaspberry Pi 4を十分に冷却して熱スロットリングを回避できますが、コストは半分で、ほとんどのHATとケースを使用する余地があります。 。
あなたが心配しているのが可能な限り最高の冷却性能を持っていることだけであるならば、52Piアイスタワーに匹敵するものはほとんどありません。最も持続的なワークロードでさえ、汗をかくことはありません。また、オーバークロックされたRaspberry Pi4やより暖かい動作環境を処理するのに十分なヘッドルームがあります。また、静かな動作が必要な場合は、ファンを取り外したヒートシンクでスロットルを防ぐことができます。
画像クレジット：Gareth Halfacree
編集者注：この記事の以前のバージョンでは、アイスタワーをパッシブモードで使用する場合、十分に長い期間にわたってスロットルが避けられないと述べていました。長期にわたるテストでは、これは当てはまらないことが示されています。屋外環境では、IceTowerは数時間のワークロードでもスロットルを防止します。
