Raspberry Pi 4 Model B (versus Khadas Vim3)

[smatsak]

Живу третью четверть века, всегда работал и работаю в эксплуатации

Это я удачно зашел, в такой компании точно придем к успеху.

Неужто нельзя найти, заказать что-нибудь получше?

С этим проблем нет, даже вариант обертка в обертке, этот корпус можно поместить в другом из алюминия, могу хвастнуть параллельными навыками - для меня не проблема сварить TIG сваркой корпус  из 1 мм алюминия, есть и где, и чем, и руки есть свои собственные, была бы цель, а с конкретной моделью и с такими помощниками - это как два байта переслать.

К слову сказать, мы с Balbes подружились. Все нормально.

Вообще - этот форум - просто кладезь компетенций. Очень рад быть тут.   

[stranger573]

С этим проблем нет

Ну, так если ставить целью именно, допустим, pi4 с пассивным охлаждением, надо делать замеры с тем корпусом, который есть. Одной только температуры кристалла недостаточно. Нужна дельта от кристалла до поверхности. Это можно измерить термопарой прижав её снаружи, напротив процессора, теплопроводной резинкой хотя бы хвост длиной в сантиметр и прикрыв такого же размера теплоизолятором. Одновременно измерить потребляемую всем девайсом мощность по постоянному току. И имея ещё степень загрузки, уже хотя бы приблизительно можно оценить насколько можно сбить температуру. И реально ли добиться работы в температурном диапазоне.

[smatsak]

Это можно измерить термопарой

Возьму из мастерской лазерный пирометр, посмотрю, заодно, как он температуру до 100 С измеряет, заметил, что он на зеркальных поверхностях врет, а темные поверхности нормально снимает. Самому интересно, что на выходе будет.

[stranger573]

заметил, что он на зеркальных поверхностях врет

Так излучение зависит от степени черноты. У зеркальных она сильно меньше. Только чернота эта не та которую глаз видит. У белой бумаги — порядка 0,98, т.е. практически чёрная.
Komoloff хорошие пирометры были, там это выставляется, только похоже сдулось производство.

[smatsak]

Komoloff хорошие пирометры

У меня МЕГЕОН -18С-1150С, для контроля плавки металлов брал (цинк, алюминий, латунь, бронза).
Вот, малину проверил, 41,5С градус на нагретом месте стола, на фотках ниже, 39С - это я малину сдвинул на холодную часть стола, когда фоткал. Стол под малиной 27С, а так температура стола 19С.



температура по датчикам - 58С.
sam@sam-rpi4b-8g / $ uptime
 00:51:51 up 5 days,  3:05,  1 user,  load average: 3,99, 3,38, 3,14 (сайт смотрит и графики загрузки рисует)

[stranger573]

Что-то не понял. Зачем двигали? Измерения надо сделать в установившемся тепловом режиме. Вы же грузили его в прошлый раз на 60%. Вот загрузите его также и пусть поработает полчаса-час. При неизменной и как можно большей загрузке. В это время корпус не надо двигать, трогать, обдувать. Во время прогрева и измерения ничего изменяться не должно. Чтобы температуры установились. И померяйте.
Смысл в том, чтобы узнать градиент температур между кристаллом и рассеивающей поверхностью во время работы под нагрузкой. Температуру воздуха в комнате ещё желательно, ну или какого нибудь предмета с этой температурой, на который ничто не влияет.
Напишите температуру кристалла, температуру верхней крышки, загрузку, температуру среды.

[smatsak]

Измерения надо сделать в установившемся тепловом режиме.

Так я померил сначала, 41,5С было, фоткать было не удобно, сдвинул - смотрю температура ниже стала, померил стол - нашел причину.

Сегодня взял фен и разогрел корпус по температуры 62С, малину при этом нагружал как обычно - она уже несколько дней в таком режиме работает.
Температура ПЦ поднялась до 68С, убрал фен, температура корпуса относительно быстро понизилась до 55С, процессор по-прежнему был разогрет до 68С. Так я ее и оставил, работает и сейчас. Температура процессора 60-61С.

[Антон Мидюков]

Похоже, надо выкидывать эти термопрокладки (наклейки то с них снял? ). И на нормальную термопасту садить. Радиатор тепло от процессора ни фига не отводит у тебя. Датчики 58 кажут, а радиатор 41. Не порядок. Такого быть не должно.

[smatsak]

Похоже, надо выкидывать эти термопрокладки (наклейки то с них снял?  ). И на нормальную термопасту садить.

Сделал, даже первоначально сложилось впечатление, что малина никак не хочет набирать температуру, до 62С нагревалась полчаса, пришлось загрузить ее практически на 100%: ютуб, партнерский сайт и WebGL Aquarium

P.S. добавил цифр

Время работы и средняя загрузка системы:

Код: [Выделить]

sam-rpi4b-8g ~ # uptime
 20:52:15 up  1:10,  2 users,  load average: 5,30, 5,42, 5,54

Температура:

Код: [Выделить]

sam-rpi4b-8g ~ # sensors
rpi_volt-isa-0000
Adapter: ISA adapter
in0:              N/A 

cpu_thermal-virtual-0
Adapter: Virtual device
temp1:        +62.8°C 

Загрузка CPU

Код: [Выделить]

sam-rpi4b-8g ~ # sar 1 5
Linux 5.10.63-rpi-def-alt1 (sam-rpi4b-8g) 21.10.2021 _aarch64_ (4 CPU)

20:53:06        CPU     %user     %nice   %system   %iowait    %steal     %idle
20:53:07        all     74,81      0,00     18,45      0,00      0,00      6,73
20:53:08        all     72,91      0,00     15,44      0,00      0,00     11,65
20:53:09        all     74,50      0,00     21,75      0,00      0,00      3,75
20:53:10        all     69,35      0,00     16,83      0,00      0,00     13,82
20:53:11        all     70,03      0,00     15,37      0,00      0,00     14,61
Среднее:     all     72,33      0,00     17,58      0,00      0,00     10,10


Температура корпуса по пирометру - 49,3С, CPU 66C, это у меня ютуб отключился при переключении монитора. Данные со включенным ютубом + картинка.

[Антон Мидюков]

Сделал, даже первоначально сложилось впечатление, что малина никак не хочет набирать температуру, до 62С нагревалась полчаса, пришлось загрузить ее практически на 100%: ютуб, партнерский сайт и WebGL Aquarium

Слишком большая разница температур. Попробуй на термопасту перейти.

[smatsak]

Слишком большая разница температур. Попробуй на термопасту перейти.

Так и сделал, термопасту, самую-самую, что для своего Интела недавно покупал, как раз осталось на малину - в итоге большой разницы я не увидел.

Мой вывод такой - первоначально из-за высокой теплоемкости самого корпуса - он цельно алюминиевый, тепло эффективно уходит в корпус (полчаса - сорок минут при 100% загрузке ЦПУ), но если корпус существенно нагреется, до 40-50 градусов температура ЦПУ поднимается выше 68С, дальше я останавливал опыт и охлаждал систему,  чтобы совсем поднять ставки, можно лист бумаги на радиатор корпуса положить, нагрев будет быстрее, я так считаю.

Итог пока такой при 100% нагрузке ЦПУ система греется до 70С, чтобы избегать таких термических нагрузок - нужно отводить тепло от корпуса - устанавливать на металлических поверхностях ( а не на деревянном столе как у меня), еще лучше прикреплять дополнительные радиаторы, рассеивающие тепло на самом корпусе.

С другой стороны - какие системы не греются при 100% нагрузке?

P.S. убрал пасту, т.к. корпус предназначен для работы через теплопроводящие подушки (есть зазоры 1,5 -2 мм , паста с таких зазоров будет стекать, особенно если малину повернуть на бок), поставил новые подушки, для vim3 покупал,  дорогие, посмотрим, как будут работать.

P.S.2: прошло 45 минут, процессор 55С, корпус 47С, похоже, что новые подушки хорошо тепло от ЦПУ отводят.

P.S.3: Пойду сборки Олега проверю, может для vim3 сгодятся, хотя он их терпеть не может.

[stranger573]

Так, теперь вроде что-более конкретное появилось. И можно прикинуть, что имеем.
Подытожив: ΔTрс(радиатор-среда)=30°С; ΔTкр(кристалл-радиатор)=17°С. Это если принять температуру среды 19°С (с прошлого раза).
Температуру самого корпуса можно снизить максимум на 10-15°С, если добавить сверху десяток поперечных рёбер высотой 30 мм. Почему поперечные, на картинке во вложении. Больше не получится, слишком громоздко будет. Сварка тут ничем не поможет, если только каждое ребро отдельно не приваривать, причём шов с двух сторон ребра нужен. Корпус в корпусе сделает хуже, чем сейчас есть. Для пробы можно просто аккуратно положить сверху с термопастой такого вида профиль. Но он немного меньше по размерам. Можно выпилить из такого. Это пожалуй, всё что можно выжать в этом месте.
   ΔTкр(кристалл-радиатор)=17°С — это не сказать чтобы очень уж много, но многовато. Сплав неизвестен, если взять среднюю теплопроводность алюминиевых сплавов 135 Вт/(м·К), и если я правильно определил размеры призмы (что идёт от корпуса к процессору) как 13×13×20 мм, получим расчётный градиент температуры на призме (для TDP=4 Вт) равный примерно 3,5°С. Ну, пусть 4...5°С будет. Тепловое сопротивление для процессора, я к сожалению не нашёл. Если знаете напишите. С прокладками есть смысл поэкспериментировать (может удастся отыграть ещё градусов пять) , они с разной теплопроводностью бывают, от 1 до 20 Вт/(м·К). Ещё стоит посмотреть, какие там зазоры, ровная и гладкая ли поверхность призм, отводящих тепло от чипов. Пасты имеют теплопроводность обычно от 1 до 4 Вт/(м·К), и при больших зазорах будут хуже хороших прокладок.
   Теперь почему тяжело повышается темперетура процессора: Там не в теплоёмкости дело, просто процессор при повышении температуры скорее всего уходит в троттлинг и снижает производительность (и нагрев соответственно). Точно это можно выяснить, если контролировать потребляемый устройством ток. При заходе в троттлинг, этот ток уменьшится.
   Если в конечном итоге удастся отыграть 15...20°С, то диапазон рабочих температур среды приблизится к 19+15...20=34...39°С, уже почти УХЛ4.

[stranger573]

Сделал, даже первоначально сложилось впечатление, что малина никак не хочет набирать температуру, до 62С нагревалась полчаса, пришлось загрузить ее практически на 100%: ютуб, партнерский сайт и WebGL Aquarium

Слишком большая разница температур. Попробуй на термопасту перейти.

Если у вас есть другие измеренные данные для этой модели (хотя бы частично), приведите, для референса.

[Speccyfighter]

Мой вывод такой - первоначально из-за высокой теплоемкости самого корпуса - он цельно алюминиевый, тепло эффективно уходит в корпус ...

Вставлю свои пять копеек:

Как и сказал stranger573, общая площадь корпуса как радиатора мала.
У меня была только одна видеоркарта с нормальным пассивным охлаждением (не обращайте внимание на надпись "вид снизу" на скриншоте, - как раз на самом деле, всё прямо до наоборот).

Если грубо принять, что размер пластины радиатора 20 на 3 сантиметра,
то
длина пластины в метрах * высота пластины в метрах * кол-во пластин * сторон пластины

дадут общую площадь радиатора карты NX8600GTS-T2D256EZ-HD в ~0.3 квадратных метра.

Код: [Выделить]

0.20*0.03*27*2
.3240


stranger573 подал хорошую мысль про дополнительный радиатор.
Но субъективно, возни много:
- На вертикально-фрезерном станке снять рёбра на корпусе по размеру дополнительного радиатора
- На шлифстанке подготовить поверхности корпуса и дополнительного радиатора (под термопасту)
- Нарезать резьбу для крепления

Но с термопастой может быть тоже геморрой:
Например интеловская термопаста имеет хорошую теплопроводность и не теряет её со временем. Но с течением времени, имеет свойство густеть и отвердевать.

Но честно говоря, я бы выбрал этот корпус с активным охлаждением. По отзыву владельца сервера на RPi4B из Ирландии (вторая страница отзывов), температура не поднимается выше 47-ми. Интересен также отзыв покупателя из Бразилии (первая страница отзывов), который сообщает о 43-ёх на типовых задачах. С тем учётом, что Бразилия не самая холодная страна. Про "около 40 °C" сообщает и владелец корпуса из Германии. По крайней мере об этом сообщают флаги стран, рядом с их никами.

И по моим критериям, приемлемо всё что не превышает 50 Цельсия на процессоре. То что это под нагрузкой, для широт с умеренным климатом в жаркое время года, это само-собой разумеется.

[stranger573]

Но субъективно, возни много:
- На вертикально-фрезерном станке снять рёбра на корпусе по размеру дополнительного радиатора
- На шлифстанке подготовить поверхности корпуса и дополнительного радиатора (под термопасту)
- Нарезать резьбу для крепления

Можно и так. Но это ж люмень. 
Был у меня эпизод... Смотрел-смотрел на двухсторонний игольчатый радиатор, размерами сантиметров 15×30. И решил его разделать на два односторонних (ну, в смысле по толщине разрезать). Приготовился пилить неделю. К своему удивлению потратил на это меньше часа. Если на ножовке не висеть и легонько её возить, очень даже легко пилится. Дальше крупным рашпилем по дереву выровнял, напильником выгладил, и на стальной плите с корундовым порошком шлифанул. Через три дня у меня было два радиатора с идеально ровными поверхностями. Причём через три дня, так, между делом, по два-три часа. Всё вручную. А тут же всего 6×9 сантиметров. Тут не столько работы, сколько это аккуратно сделать надо. Хоть на станках, хоть вручную. Чтобы эту финтифлюшку не смять в тисках и не покорёжить.