Raspberry Pi 4 在性能方面是对以前的 Raspberry Pi 计算机的不可否认的升级，但性能是有代价的：增加了功耗，因此增加了 BCM2711B0 SoC 核心产生的热量。如果没有某种形式的售后市场冷却，热节流会在短短三分半钟内发生。
值得庆幸的是，Raspberry Pi 社区已经准备好解决方案——例如 Pimoroni Fan Shim 或全无源散热器，它们都与公司最新的 Pibow 分层外壳设计兼容，并且有足够的空间来支持大多数硬件连接在顶部 (HAT) 的使用附加组件。然后是冰塔，由 52Pi 设计并通过 Seeed Studio 出售，这是……好吧，我们会谈到的。
驯服热浪
对于许多用户来说，Raspberry Pi 4 运行良好，无需任何额外冷却。当您运行的工作负载与 CPU 和/或 GPU 挂钩的时间超过大约三分半钟时，就会出现问题。在这段时间之后，SoC 已经达到了 80 摄氏度的最高工作温度——此时它会自动从原来的 1.5GHz 降频到 1GHz。如果工作负载继续，SoC 将继续在全速和低速运行之间反弹，直到有机会冷却下来。
为了获得持续的峰值性能，SoC 的温度必须保持在 80 摄氏度以下。有一些方法可以实现这一点 – 如果您排除将其放入矿物油或将液氮倒在上面，无论如何：强制对流，如 Pimoroni Fan Shim，或增加表面积，如 Pimoroni 散热器。然后是核选项：将两者结合起来。
冰塔降临
52Pi Ice Tower 的灵感来自于主导台式 PC 市场的单堆叠塔式散热器和风扇 (HSF) 组件。从包装箱中取出时 – 其中包括三个热界面材料 (TIM) 垫，以防您将来需要将其卸下并重新连接，用于 Raspberry Pi 4 和 Raspberry Pi 3 Model B/ 的安装支架和配件B+ 型，一把小螺丝刀，和一本小而全彩的手册——与它的桌面灵感相比，它感觉非常小。
但是，一旦安装在 Raspberry Pi 上，冰塔就会显得很大。Ice Tower 以不低于 60 毫米的高度为电路板而自豪，它包括一个直径为 6 毫米的铜热管，弯曲成 U 形以穿过 26 翅片铝制散热器堆栈 – 不过，正如翅片略微摇晃的性质所证明的那样，它是一个简单的摩擦配合。U 的底部是一个铝块，用作 SoC 的接触板，用于冷却，热管在中心直接接触。前面是一个 40 毫米的透明塑料风扇，出于某种原因安装了明亮的蓝色 LED。
安装本身相当简单：两件式安装支架用一对螺钉连接到散热器的底部，然后将四个安装柱连接到 Raspberry Pi。然后将散热器和支架降低到这些支柱上并用四个小螺母固定，然后将风扇的两条电源线（5V 和接地）连接到 Raspberry Pi 的 GPIO 端口。对于那些想要使用 HAT 的人来说，Ice Tower 并不是一个简单的选择：即使您愿意使用电缆将 HAT 移动到可笑的高冰塔之外，电源线也会得到顺便说一句，除非你很乐意手动拼接它。
开箱即用的性能
如果您按照信中的说明进行操作，Ice Tower 通过 GPIO 接头从 Raspberry Pi 的 5V 电源运行其风扇。没有软件控制；与 Pimoroni Fan Shim 不同：只要 Raspberry Pi 本身有电，Ice Tower 的风扇就会处于活动状态，其令人惊讶的明亮蓝色 LED 也是如此。与塔式冷却器一样，风扇被配置为推动空气通过翅片组，并且在使用中清晰可闻。
在 28 摄氏度的环境温度下，比没有额外冷却的 Raspberry Pi 4 的原始测试热近 4 度，Ice Tower 可以毫无困难地保持 SoC 凉爽：在任何时候，即使在运行快结束时， SoC 温度 – 使用内部传感器测量 – 达到 46 摄氏度以上。这个结果甚至比 Pimoroni Fan Shim 管理的结果还要好，后者在同一测试中达到了略低于 55 摄氏度的峰值。然而，风扇中的 LED 增加了 Ice Tower 的功耗：风扇的功耗约为 0.7W，而 Fan Shim 的功耗为 0.6W，后者只有一个用户可编程 RGB LED。
看看 Raspberry Pi 4 与安装在红外热像仪下方的冰塔，可以看出与没有售后市场冷却的相同 Raspberry Pi 的巨大差异。整个电路板——不管怎样，在大部分散热器下都可以看到它的部分——明显更冷，即使气流穿过鳍片堆栈并且从未到达 PCB。信息很明确：冷却 SoC，这是板上最大的单一热源，您正在冷却整个 Raspberry Pi。
寂静的声音
虽然冰塔的风扇声音不大，但它可能会有点烦人。有一个快速的解决方案：将红色电源线从 Raspberry Pi 的 GPIO 接头上的 5V 引脚移到 3V3 引脚。这样做会降低风扇的速度，从而降低风扇的噪音和 LED 的亮度，但代价是通过散热器堆栈的空气更少。
在 3.3V 电压下，Ice Tower 仍能处理十分钟 CPU 和 GPU 密集型测试工作负载。不出所料，尽管温度高于风扇全速运行时的温度，但它们从未超过 50 摄氏度——远低于 SoC 的节流点。
但是，对于那些渴望绝对安静的人来说，还有另一种选择：完全移除风扇。它用四个小螺钉固定在冰塔散热器上，可以快速拆卸，只留下一组安装点，这些安装点位于散热片组的位置。
在完全被动冷却的同时避免节流并不容易：Pimoroni 散热器无法管理它，尽管它勇敢地尝试过，第一次节流操作记录在持续负载大约八分半钟。冰塔，由于其显着更大的表面积和整体质量，是一个不同的故事。即使移除了风扇，Ice Tower 仍将 SoC 保持在油门点以下，最高记录温度为 68 摄氏度。这一令人印象深刻的结果表明，被动冰塔甚至可以处理更长时间的持续工作负载，并且在扩展测试中，使用内部传感器测量的 SoC 温度从未超过 70 摄氏度。
底线
52Pi 冰塔无疑令人印象深刻，但它也有其缺点。GPIO 接头的丢失是一个明确的问题，因为散热器的大小意味着您不太可能将 Raspberry Pi 挤入市场上的任何当前案例中。Seeed Studio 的售价为 19.90 美元，再加上中国的运费，直到国外经销商提货为止，这对于一台 35 美元的电脑来说是一个昂贵的风扇。
LED 灯也是一个有趣的选择：能够独立于风扇打开和关闭它们会很不错，并且风扇的软件控制将是一个额外的好处。
选择 52Pi Ice Tower 而不是 Pimoroni Fan Shim 的理由很少，它还能让 Raspberry Pi 4 保持足够的凉爽以避免热节流，即使在超频时也是如此，但价格只有一半，并为您留出了使用大多数 HAT 和机箱的空间.
如果您所关心的只是拥有最佳的冷却性能，那么 52Pi 冰塔几乎没有什么可比拟的。即使是最持久的工作负载也不会让它大汗淋漓，并且有足够的空间来处理超频的 Raspberry Pi 4 或更温暖的操作环境。如果您想要安静的运行，分离风扇的散热器足以防止节流。
图片来源：Gareth Halfacree
编者注：本文的早期版本指出，在足够长的时间段内，在被动模式下使用冰塔时，节流是不可避免的；扩展测试表明情况并非如此，并且在露天环境中，即使在多个小时的工作负载下，Ice Tower 也能防止节流。
