La Raspberry Pi 4 es una mejora innegable con respecto a las computadoras Raspberry Pi anteriores en lo que respecta al rendimiento, pero el rendimiento tiene un costo: mayor consumo de energía y, por lo tanto, mayor generación de calor del SoC BCM2711B0 en su núcleo. Sin alguna forma de enfriamiento del mercado de accesorios, el estrangulamiento térmico ocurre en tan solo tres minutos y medio.
Afortunadamente, la comunidad de Raspberry Pi está lista con soluciones, como Pimoroni Fan Shim o Heatsink totalmente pasivo, ambos compatibles con el último diseño de carcasa en capas Pibow de la compañía y con suficiente espacio libre para admitir el uso de la mayoría del hardware conectado en la parte superior (HAT). complementos Luego está la Ice Tower, diseñada por 52Pi y vendida a través de Seeed Studio, que es… bueno, llegaremos a eso.
domar el calor
Para muchos usuarios, una Raspberry Pi 4 funciona perfectamente bien sin refrigeración adicional. El problema surge cuando ejecuta una carga de trabajo que vincula la CPU y/o la GPU durante más de tres minutos y medio. Después de ese período de tiempo, el SoC ha alcanzado su temperatura máxima de funcionamiento de 80 grados centígrados, momento en el que reducirá automáticamente el reloj a 1 GHz desde los 1,5 GHz de serie. Si la carga de trabajo continúa, el SoC continuará rebotando entre el funcionamiento a velocidad máxima y reducida hasta que tenga la oportunidad de enfriarse nuevamente.
Para obtener un rendimiento máximo sostenido, la temperatura del SoC debe mantenerse por debajo de los 80 grados centígrados. Hay enfoques para lograr esto, si descarta sumergirlo en aceite mineral o verter nitrógeno líquido encima, de todos modos: convección forzada, como con Pimoroni Fan Shim, o mayor área de superficie, como con Pimoroni Heatsink. Luego está la opción nuclear: combinar los dos.
La torre de hielo viene
El 52Pi Ice Tower está inspirado en los ensamblajes de disipador de calor y ventilador (HSF) estilo torre de una sola pila que dominan el mercado de PC de escritorio. Cuando se desempaca de la caja, que incluye un trío de almohadillas de material de interfaz térmica (TIM), en caso de que necesite quitarlo y volver a colocarlo en el futuro, soportes de montaje y accesorios para Raspberry Pi 4 y Raspberry Pi 3 Modelo B/ Modelo B+, un destornillador diminuto y un manual pequeño pero a todo color: se siente, en comparación con sus inspiraciones de escritorio, absolutamente diminuto.
Sin embargo, una vez instalada en una Raspberry Pi, la Ice Tower parece enorme. Orgullosa de la placa por no menos de 60 mm, la Ice Tower incluye un solo tubo de calor de cobre de 6 mm de diámetro doblado en forma de U para pasar a través de una pila de disipador de calor de aluminio de 26 aletas, aunque, como lo atestigua la naturaleza ligeramente tambaleante de las aletas, es un simple ajuste por fricción. En la base de la U hay un bloque de aluminio que sirve como placa de contacto para el SoC que está diseñado para enfriar, con el tubo de calor haciendo contacto directo en el centro. Al frente hay un ventilador de 40 mm en plástico transparente, equipado, por alguna razón, con LED azules brillantes.
La instalación en sí es bastante sencilla: el soporte de montaje de dos piezas se une a la base del disipador de calor con un par de tornillos, luego cuatro pilares de montaje se unen a la Raspberry Pi. Luego, el disipador de calor y los soportes se bajan sobre estos pilares y se aseguran con cuatro tuercas pequeñas antes de que los dos cables de alimentación para el ventilador (5 V y tierra) se conecten al puerto GPIO de Raspberry Pi. Entonces, para aquellos que quieren usar HAT, la Torre de hielo no es una opción fácil: incluso si está dispuesto a usar un cable para mover físicamente el HAT fuera del camino de la Torre de hielo cómicamente alta, el cable de alimentación obtendrá en el camino a menos que esté feliz de empalmarlo manualmente.
Rendimiento listo para usar
Si sigue las instrucciones al pie de la letra, Ice Tower hace funcionar su ventilador desde la fuente de alimentación de 5 V de Raspberry Pi a través del encabezado GPIO. No hay control de software; a diferencia de Pimoroni Fan Shim: el ventilador de Ice Tower está activo siempre que la Raspberry Pi tenga energía, al igual que sus LED azules sorprendentemente brillantes. El ventilador está configurado, como es habitual en los enfriadores estilo torre, para empujar el aire a través de la pila de aletas y es claramente audible durante su uso.
En una temperatura ambiente de 28 grados centígrados, casi cuatro grados más caliente que la prueba original de una Raspberry Pi 4 sin enfriamiento adicional, Ice Tower no tiene problemas para mantener el SoC fresco: en ningún momento, incluso hacia el final de la ejecución, el La temperatura del SoC, medida con un sensor interno, supera los 46 grados centígrados. Es un resultado incluso mejor que el logrado por Pimoroni Fan Shim, que alcanzó un pico justo por debajo de los 55 grados centígrados en la misma prueba. Sin embargo, los LED del ventilador aumentan el consumo de energía de Ice Tower: el ventilador consume alrededor de 0,7 W en comparación con los 0,6 W del Fan Shim, que tiene un solo LED RGB programable por el usuario.
Una mirada a la Raspberry Pi 4 con Ice Tower instalada debajo de una cámara de imágenes térmicas muestra una gran diferencia con la misma Raspberry Pi sin refrigeración del mercado de accesorios. Toda la placa, de todos modos, las partes que son visibles debajo de la mayor parte del disipador térmico están visiblemente más frías, a pesar de que el flujo de aire atraviesa la pila de aletas y nunca llega a la PCB. El mensaje es claro: enfríe el SoC, la fuente de calor más grande de la placa, y estará enfriando toda la Raspberry Pi.
El sonido del silencio
Si bien el ventilador de Ice Tower no es muy ruidoso, puede ser un poco irritante. Hay una solución rápida: mover el cable de alimentación rojo de un pin de 5V en el cabezal GPIO de la Raspberry Pi al pin de 3V3. Si lo hace, reduce tanto la velocidad del ventilador y, por lo tanto, su ruido, como el brillo de los LED, a costa de empujar menos aire a través de la pila del disipador de calor.
A 3,3 V, Ice Tower todavía maneja la carga de trabajo de prueba intensiva de CPU y GPU de diez minutos. Aunque las temperaturas son, como era de esperar, más altas que con el ventilador funcionando a toda velocidad, nunca superan los 50 grados centígrados, muy por debajo del punto de aceleración del SoC.
Sin embargo, para aquellos que anhelan el silencio absoluto, hay otra opción: quitar el ventilador por completo. Se sujeta al disipador térmico Ice Tower con cuatro tornillos pequeños y se puede quitar rápidamente dejando solo un conjunto de puntos de montaje que se asientan sobre la pila de aletas propiamente dicha.
Evitar la aceleración mientras se enfría de forma totalmente pasiva no es fácil: el disipador de calor Pimoroni no pudo manejarlo, aunque lo intentó con valentía, con las primeras operaciones de aceleración registradas en alrededor de ocho minutos y medio de carga sostenida. La Torre de Hielo, gracias a su área de superficie dramáticamente mayor y su masa total, es una historia diferente. Incluso sin el ventilador, Ice Tower mantuvo el SoC muy por debajo del punto de aceleración con una temperatura máxima registrada de 68 grados centígrados. Este impresionante resultado sugiere que una Ice Tower pasiva podría manejar incluso cargas de trabajo prolongadas y sostenidas, y en pruebas prolongadas, la temperatura del SoC, medida con sensores internos, nunca superó los 70 grados centígrados.
Línea de fondo
La 52Pi Ice Tower es innegablemente impresionante, pero tiene sus inconvenientes. La pérdida del encabezado GPIO es un problema definitivo, al igual que el hecho de que el tamaño del disipador de calor significa que es poco probable que coloques la Raspberry Pi en cualquiera de los estuches actuales del mercado. A $ 19.90 de Seeed Studio, más envío desde China hasta que los revendedores en el extranjero recojan las existencias, este es un ventilador costoso para instalar en una computadora de $ 35.
Las luces LED también son una opción interesante: hubiera sido bueno poder encenderlas y apagarlas por separado del ventilador, y el control del ventilador por software habría sido una ventaja adicional.
Hay pocas razones para elegir 52Pi Ice Tower en lugar de Pimoroni Fan Shim, que también mantiene una Raspberry Pi 4 lo suficientemente fría como para evitar el estrangulamiento térmico, incluso cuando se aplica overclocking, pero cuesta la mitad del precio y deja espacio para usar la mayoría de los HAT y estuches. .
Si lo único que le preocupa es tener el mejor rendimiento de enfriamiento posible, hay poco para igualar la torre de hielo 52Pi. Incluso las cargas de trabajo más sostenidas no le darán motivo para sudar, y hay suficiente espacio libre para manejar una Raspberry Pi 4 overclockeada o un entorno operativo más cálido. Y si desea un funcionamiento silencioso, el disipador de calor con el ventilador separado es lo suficientemente bueno para evitar el estrangulamiento.
Créditos de imagen: Gareth Halfacree
Nota del editor: una versión anterior de este artículo afirmaba que, durante un período de tiempo lo suficientemente largo, la aceleración era inevitable cuando se usaba la torre de hielo en modo pasivo; Las pruebas extendidas han demostrado que este no es el caso, y en un entorno al aire libre, Ice Tower evitará el estrangulamiento incluso en cargas de trabajo de varias horas.
