Fin juin, la Fondation Raspberry Pi a annoncé la disponibilité de la quatrième version de son nano-ordinateur monocarte. La fondation a précisé même que, bien que le Raspberry Pi 4 conserve la même apparence et le même prix de départ que son prédécesseur (35 $), « pour la première fois, il a apporté quelques modifications essentielles à sa forme afin de s'adapter aux nouvelles fonctionnalités ». Le nano-ordinateur monocarte améliore les spécifications dans tous les domaines. Il propose désormais jusqu'à 4 Go de RAM (quatre fois plus que tout Pi précédent), un processeur et un GPU plus rapides, un Ethernet plus rapide, un réseau Wi-Fi double bande, deux fois plus de sorties HDMI et deux ports USB 3.
Néanmoins, un utilisateur du nom de Jeff Geerling, note qu’il lui faut désormais un ventilateur pour cette nouvelle monocarte. Il explique :
« J'utilise le Pi pour divers projets depuis son introduction en 2012 et pour de nombreux modèles, y compris le minuscule Pi Zero et diverses révisions A +, vous n'avez même pas besoin d'un ventilateur ou d'un radiateur pour éviter les ralentissements du processeur. Et les images thermiques ou les mesures ponctuelles à l’aide d’un thermomètre infrarouge montraient généralement que le SoC dégageait le plus de chaleur. Tant qu'il y a au moins un peu d'espace pour la convection naturelle (c'est-à-dire sans ventilateur), vous pouvez faire presque n'importe quoi avec un Pi et ne pas avoir à vous soucier de la chaleur.
« Le Pi 4 est une bête différente, cependant. Non seulement le processeur devient sensiblement chaud, même sous une charge normale, mais il existe un certain nombre d'autres composants de la carte qui chauffent au point de ne pas être faciles à toucher ».
Tests au point d’étranglement
Voici une image thermique prise avec son imageur thermique Seek mettant en évidence les parties de la carte générant le plus de chaleur au bout de 5 minutes à tourner au pont d’étranglement.
Pourquoi le point d’étranglement est-il mauvais ? Il y a deux raisons : tout d’abord, il vous empêche d’obtenir la vitesse de processeur maximale offerte par le Pi, ce qui signifie que vos activités prendront plus de temps. Ensuite, cela indique que des pièces à l'intérieur du Pi (généralement uniquement du processeur, mais probablement d'autres pièces) chauffent suffisamment pour atteindre leurs propres limites de sécurité internes. Si vous utilisez du matériel informatique au-delà la limite de sa capacité thermique pendant de longues périodes, les pièces vont s'user plus vite que si elles fonctionnaient bien dans les limites.
S’il note que le CPU / SoC était également à environ 60 ° C, il reconnaît que le boîtier en métal aide à bien diffuser cette chaleur autour du périmètre et, dans l’image IR, la chaleur rayonnant du haut du CPU. est quelque peu masqué par la surface métallique réfléchissante.
Vous remarquerez peut-être cependant les zones blanches lumineuses en bas à gauche. C'est tout le circuit d'alimentation provenant de l'entrée d'alimentation USB-C. Jeff assure que cette partie de la carte dégage presque toujours une très grosse quantité de chaleur, et les composants de cette zone ne la dissipent pas autant que le processeur à structure métallique.
Enfin, il rappelle que cette image a été prise lorsque l’appareil tournait au point d’étranglement. Selon lui, si vous avez une activité quelconque sur les ports USB, la puce du contrôleur USB située à droite (ce petit point rouge avant que vous n’arriviez à l’extrême droite de l’image) s’allume en blanc et vire également être 60 et 70 ° C. Une mise à jour du firmware du Pi 4 peut aider à garder cette puce un peu plus froide, mais elle chauffera toujours sous la charge.
« Imaginez donc que vous utilisiez réellement le Pi 4 en remplacement d’un ordinateur de bureau, avec au moins un disque dur externe USB 3.0 connecté, le WiFi connecté et le transfert de grandes quantités de données, un clavier et une souris USB, quelques fenêtres de navigateur ouvertes (le site Web pourrait aussi bien être un jeu vidéo AAA avec une utilisation intensive des ressources), un éditeur de texte et un lecteur de musique. Cette quantité de charge est suffisante pour provoquer l’accélération du processeur en moins de 10 minutes, lors de mes tests ».
Si vous faites une navigation extrêmement légère, par exemple en parcourant un site comme Wikipédia, cela pourrait ne pas atteindre le goulot d’étranglement (point d'un système limitant les performances globales d'un flux de production d'une entreprise). Toutefois, Jeff assure que regarder des vidéos, faire défiler des sites plus complexes et changer fréquemment d’application amène souvent le processeur à atteindre rapidement une température pouvant aller jusqu’à 80 ° C, en particulier s’il est enfermé dans un boîtier en plastique dépourvu de ventilation.
« Pour mes tests plus formels, j'ai commencé à exécuter stress --cpu 4 pour que le processeur fasse beaucoup de travail, en continu. Après quelques minutes, en utilisant vcgencmd measure_temp et vcgencmd get_throttled, J’ai pu voir le processeur commencer à ralentir dès qu’il atteignait 80 ° C (176 ° F) »
Pour installer stress, exécutez sudo apt-get install -y stress. Vous pouvez surveiller la température actuelle dans une fenêtre de terminal en exécutant la commande watch -n 1 vcgencmd measure_temp. Lorsque le CPU ralentit, la commande vcgencmd get_throttled affiche 0x20002 (le premier 2 indique que le Pi a ralenti à un moment donné entre le démarrage précédent et l’instant T, le dernier 2 indique que le Pi ralentit actuellement la fréquence du processeur).
Températures après l'installation d'un ventilateur
La vidéo ci-dessous est un modding du boîtier officiel Raspberry Pi 4 pour disposer d’un ventilateur. Les plus curieux pourront la regarder en entier mais les plus pressés peuvent directement se rendre à 9:15 pour la partie la plus intéressante.
Après avoir installé le ventilateur, Jeff a redémarré le Pi et lancé stress --cpu 4 qu’il a laissé activé pendant une heure. Pendant tout le temps, la température du processeur est restée égale ou inférieure à 60 ° C (140 ° F), soit 20 ° C de moins que le point d'étranglement :
« J'ai également lancé un cluster Kubernetes avec quatre Raspberry Pi 4 et avec les ventilateurs intégrés au PoE HAT officiel, ces processeurs de Pi ne ralentissent pas non plus, même lorsque je lance des tests à la suite qui sollicitent l’ensemble du système pendant une heure ou plus. La zone autour du Pi devient assez chaude (puisque les ventilateurs évacuent cette chaleur), mais c'est une bonne chose : la chaleur peut se dissiper dans l'air ambiant au lieu de former une bulle autour de la carte !
« Le ventilateur Pi que j'utilise génère 50 dB de son à une distance d'un pied (30 cm). Il n'est donc pas silencieux, mais il est en fait un peu plus silencieux que les petits ventilateurs du PoE HAT, qui ont également un son plus aigu et que je trouvais plus distrayant. Lorsqu’il est en marche, le ventilateur consomme également 80 mA en continu. Par conséquent, si vous comptez des milliampères lors de l’alimentation du Pi (p. Ex. Lorsqu’il fonctionne à l’énergie solaire ou sur batterie), gardez cela à l’esprit »
Source : billet de Jeff Geerling
Voir aussi :
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