Raspberry Pi 4 є беззаперечним оновленням порівняно з попередніми комп’ютерами Raspberry Pi з точки зору продуктивності, але продуктивність має певну ціну: збільшення енергоспоживання, а отже, збільшення виробництва тепла від SoC BCM2711B0 в його основі. Без певної форми охолодження післяпродажного обслуговування термічний дроселінг відбувається всього за три з половиною хвилини.
На щастя, спільнота Raspberry Pi готова з рішеннями, такими як Pimoroni Fan Shim або повністю пасивний радіатор, обидва сумісні з останнім дизайном багатошарового корпусу Pibow від компанії та мають достатній простір для використання більшості апаратного забезпечення, приєднаного зверху (HAT). додатки. Далі є Крижана вежа, розроблена 52Pi і продана через Seeed Studio, яка… ну, ми до цього підійдемо.
Приборкання спеки
Для багатьох користувачів Raspberry Pi 4 чудово працює без додаткового охолодження. Проблема виникає, коли ви виконуєте робоче навантаження, яка прив’язує ЦП та/або графічний процесор довше, ніж приблизно на три з половиною хвилини. Після цього часу процесор SoC досяг своєї верхньої робочої температури в 80 градусів за Цельсієм, після чого він автоматично знизиться до 1 ГГц зі стандартних 1,5 ГГц. Якщо робоче навантаження триватиме, SoC продовжуватиме перемикатися між повною та зниженою швидкістю, поки не дасть можливість охолонути.
Щоб отримати стійку максимальну продуктивність, температуру SoC необхідно підтримувати нижче 80 градусів Цельсія. Існують підходи до досягнення цього – якщо ви виключите занурення його в мінеральне масло або заливання рідкого азоту зверху, все одно: примусова конвекція, як у Pimoroni Fan Shim, або збільшення площі поверхні, як у радіатора Pimoroni. Тоді є ядерний варіант: поєднання двох.
З’являється Крижана вежа
52Pi Ice Tower створено за мотивами одностекових радіаторів і вентиляторів (HSF), які домінують на ринку настільних ПК. Після розпакування з коробки, яка включає в себе трійку термоінтерфейсних прокладок (TIM), на випадок, якщо вам знадобиться вийняти їх і знову прикріпити в майбутньому, монтажні кронштейни та аксесуари для Raspberry Pi 4 і Raspberry Pi 3 Model B/ Модель B+, крихітна викрутка і невелика, але повнокольорова інструкція – вона виглядає, у порівнянні з її настільним натхненням, абсолютно крихітною.
Однак після встановлення на Raspberry Pi Крижана вежа здається масивною. Ice Tower, що пишається платою не менше ніж на 60 мм, включає в себе одну мідну теплову трубку діаметром 6 мм, зігнуту у формі U, щоб пройти через алюмінієвий радіатор з 26 ребрами, хоча, як свідчить трохи хиткі ребра, це проста фрикційна посадка. В основі U є алюмінієвий блок, який служить контактною пластиною для SoC, який призначений для охолодження, а теплова трубка безпосередньо контактує в центрі. Спереду розташований 40-мм вентилятор із прозорого пластику, який чомусь оснащений яскравими синіми світлодіодами.
Сама установка досить проста: монтажний кронштейн, що складається з двох частин, прикріплюється до основи радіатора за допомогою пари гвинтів, а потім чотирьох монтажних стовпів, прикріплених до Raspberry Pi. Потім радіатор і кронштейни опускаються на ці стовпи і закріплюються чотирма невеликими гайками, перш ніж два кабелі живлення для вентилятора – 5 В і заземлення – будуть підключені до порту GPIO Raspberry Pi. Отже, для тих, хто хоче використовувати капелюхи, Крижана вежа не є простим варіантом: навіть якщо ви готові використовувати кабель, щоб фізично перемістити HAT із шляху комічно високої крижаної вежі, кабель живлення отримає в дорозі, якщо ви не хочете з’єднати його вручну.
Готова продуктивність
Якщо ви дотримуєтеся інструкцій до букви, крижана вежа запускає свій вентилятор від джерела живлення Raspberry Pi 5 В через роз’єм GPIO. Немає програмного контролю; на відміну від Pimoroni Fan Shim: вентилятор Ice Tower активний до тих пір, поки сам Raspberry Pi має потужність, а також його дивовижно яскраві сині світлодіоди. Вентилятор налаштований, як зазвичай для охолоджувачів у баштовому стилі, для проштовхування повітря через реберну трубу, і його чітко чути під час використання.
При температурі навколишнього середовища 28 градусів Цельсія, що майже на чотири градуси вище, ніж у оригінальному тесті Raspberry Pi 4 без додаткового охолодження, крижана вежа без проблем зберігає SoC охолодженою: жодного моменту, навіть наприкінці запуску, Температура SoC, виміряна за допомогою внутрішнього датчика, досягає вище 46 градусів за Цельсієм. Це навіть кращий результат, ніж у Pimoroni Fan Shim, який під час того ж тесту досяг температури трохи нижче 55 градусів за Цельсієм. Світлодіоди у вентиляторі, однак, збільшують енергоспоживання Ice Tower: вентилятор споживає близько 0,7 Вт порівняно з 0,6 Вт прокладки вентилятора, яка має лише один програмований користувачем світлодіод RGB.
Погляд на Raspberry Pi 4 з Ice Tower, встановлений під тепловізійною камерою, показує значну відмінність від того ж Raspberry Pi без охолодження післяпродажного обслуговування. Вся плата – у будь-якому випадку її частини, які видно під основою радіатора, – помітно холодніше, навіть якщо повітряний потік проходить через стек ребер і ніколи не досягає друкованої плати. Повідомлення зрозуміле: охолодіть SoC, найбільше джерело тепла на платі, і ви охолодите весь Raspberry Pi.
Звук тиші
Хоча вентилятор крижаної вежі не дуже гучний, він може трохи дратувати. Є швидке рішення: замість цього перемістіть червоний кабель живлення з контакту 5 В на роз’ємі GPIO Raspberry Pi на контакт 3V3. Це зменшує швидкість вентилятора, а отже, його шум і яскравість світлодіодів, за рахунок того, що він пропускає менше повітря через радіатор.
При напрузі 3,3 В Ice Tower все ще справляється з десятихвилинним інтенсивним тестовим навантаженням CPU та GPU. Хоча температура, як не дивно, вища, ніж коли вентилятор працює на повній швидкості, вони ніколи не підвищуються вище 50 градусів за Цельсієм – значно нижче дросельної точки SoC.
Однак для тих, хто жадає повної тиші, є ще один варіант: повністю видалити вентилятор. Він кріпиться до радіатора Ice Tower за допомогою чотирьох невеликих гвинтів, і його можна швидко зняти, залишаючи лише набір точок кріплення, які пишаються власне ребрами.
Уникнути дроселювання під час повністю пасивного охолодження непросто: радіатор Pimoroni не зміг це впоратися, хоча він намагався відважно, при цьому перші операції дроселя були зафіксовані приблизно за вісім з половиною хвилин тривалого навантаження. Крижана вежа, завдяки своїй значно більшій площі поверхні та загальній масі, — це інша історія. Навіть зі знятим вентилятором крижана вежа підтримувала SoC значно нижче точки дросельної заслінки з максимальною зареєстрованою температурою 68 градусів Цельсія. Цей вражаючий результат свідчить про те, що пасивна крижана вежа може впоратися навіть із тривалими тривалими робочими навантаженнями, а під час тривалого тестування температура SoC, виміряна за допомогою внутрішніх датчиків, ніколи не досягала вище 70 градусів за Цельсієм.
Нижня лінія
Крижана вежа 52Pi, безсумнівно, вражає, але вона має свої недоліки. Втрата заголовка GPIO є певною проблемою, як і той факт, що розмір радіатора означає, що ви навряд чи втиснете Raspberry Pi в будь-який із поточних корпусів на ринку. Ціна 19,90 доларів США від Seeed Studio плюс доставка з Китаю, поки торговельні посередники за кордоном не підберуть запаси, це дорогий вентилятор для комп’ютера за 35 доларів.
Світлодіодні ліхтарі також є цікавим вибором: було б добре мати можливість вмикати та вимикати їх окремо від вентилятора, а програмне керування вентилятором було б додатковим бонусом.
Є кілька причин вибрати 52Pi Ice Tower замість Pimoroni Fan Shim, який також зберігає Raspberry Pi 4 достатньо холодним, щоб уникнути теплового дроселювання, навіть при розгоні, але коштує вдвічі дешевше і залишає місце для використання більшості капелюхів і футлярів. .
Якщо вас турбує лише найкраща можлива продуктивність охолодження, то мало що зрівняється з Ice Tower 52Pi. Навіть найтриваліші робочі навантаження не дадуть йому спотіти, і є достатньо місця для роботи з розігнаним Raspberry Pi 4 або більш теплим робочим середовищем. А якщо ви хочете безшумної роботи, радіатор із відокремленим вентилятором достатньо хороший, щоб запобігти троттлінгу.
Автори зображень: Гарет Халфакри
Примітка редактора: у попередній версії цієї статті зазначалося, що протягом досить тривалого періоду часу регулювання було неминучим при використанні Крижаної вежі в пасивному режимі; Розширене тестування показало, що це не так, і на відкритому повітрі крижана вежа запобігає троттлінгу навіть при багатогодинних робочих навантаженнях.
