【IMラズパイ番外編】激アツなラズパイ4を冷却してみた

こんにちは、デジビの堀内です。

今回は新しく発売されたIMラズパイの番外編です。
激アツなことで有名なラズパイ４の冷却を行ってみました。

その前に簡単に消費電力と温度を測ってみます。
測定条件は以下のとおりです。

USB3接続バスパワーSSD込み

無線はWIFIのみ有効

Ether接続なし

前回の記事はこちら

ラズパイ4でIMを動かしてみた！【IM起動編】

激アツラズパイ４の消費電力

電源投入編

ピークで1A強、起動後のアイドルで770mA前後です。

Resin起動編

電源投入時と同様、起動プロセスが安定するまでは800mAから1A強まで変動しましたが、プロセス起動が一段落すると770mA程度で安定しました。

電源OFF後の待機電流(USB-SSDを抜いても変化なし)

手元がブレブレで分かりづらいですが、大体220mAぐらいでした。
SSDがついていないラズパイ３が電源ON時の待機電流が200mAを下回り、電源OFF時の待機電流が50mA前後であることを考えるとかなりの電流食い。
激アツになることも納得です。

とはいえ、SSD込みのMaxで(5V×1.5A＝7.5W未満、)と1.5Aは超えていません。
旧ラズパイに比べると大食いですが、なかなかの省エネマシンであることは確かなようです。
ARMプロセッサの性能控えめで、電力効率高めなのは、今回のCoretexA72チップでも踏襲されているみたいです。

激アツラズパイ４の温度

推定アイドル時のCPU温度です。
なかなか過負荷をかけられないのですが、とりあえずアイドル時50度を超えるくらいです。
IOベンチマーク実施中のCPU温度は66度を記録しました。
80度でサーマルスロットリング(熱暴走防止のため自発的にCPUが負荷を落とす機能)になるらしいんですが、IOベンチマークではそこまでCPUを追い込めないみたいです。
60度越えですので十分危険な熱さではあります。

1コアフル稼働で65度くらいが上限、4コア稼働(実働100%)で80度いきました。
さすがにこのあたりで強制クロックダウン？しているみたいです。
温度としてはうずらの温泉卵くらいは作れるかもしれません。

さすがに4コアフル稼働は恐ろしいのでベンチマークは途中で切り上げました。
シングルコアのスコアをみたところ、CPUベースのベンチはラズパイ3B+のちょうど2倍くらいのスコアをたたき出しているようです。

激アツラズパイ４を冷やす

今回使ったもの

今回使ったものは主にICE-Towerとグリスの２つだけです。

冷却装置の取り付け工程

マウンタの取り付け

さっそく組み立てます。
まずマウンタのようなものを冷却塔に接続します。
接続方向に迷いましたが、添付文書の写真を簡単にわかりました。

マウンタに1、2と番号が振ってあるのでそれを参考に取付面からみると番号が裏になるように取り付けします。
*しっかりと裏向けの数字も打刻してあります

あと、ファンのケーブルをタワー本体の下をくぐらせてあらかじめ引き回しておくほうが良さそうです。

取付金具の取り付け

青銅製のような「銅」製の取付金具をつけます、裏はナットで止めます。

グリス塗り

あらかじめCPUクーラーのはめ込む方向を予行演習しておいて、ラズパイ４のCPU部分にグリスを塗ります。
グリスを塗ったあとにきがつきましたが、一応熱伝導テープらしきものがついていました。
性能気にしなければグリスはいらなかったかもしれません。

CPUクーラーの取り付け

半完成品のICE-TOWERをラズパイ４に取り付けます。
この時点でCPUとCPUクーラーがしっかりとコンタクトしていることを確認します。

底面パネルの取り付け

底面パネルの保護シールをはがして、ラズパイ４の底面に取り付けました。

完成

完成しました。
写真は運転時の様子です。

CPUクーラー取り付け後のラズパイ４

まず、ファンを回さずにIMアイドルでCPU温度を測ってみると36度くらいで安定しました。
取付前がアイドルで50度に達していたので、ファンレスでも14度くらい下がりました。

ファンレスの状態でベンチマークでCPU負荷をかけてみたところ以下のような結果になりました。
温度はダイ温度(vcgencmd measure_tempで計測)

	クーラあり	クーラなし
1コアフル稼働	45度前後	60度前後
4コアフル稼働	51度前後	80度(サーマルスロットリング対象温度)

ラズパイ４は標準の状態では確かに激アツでしたが、CPUクーラーを取り付けるだけで大幅に改善されました。
今回のCPUクーラーにはファンもありましたが、ファンレスでも効果は絶大でした。

今後ラズパイ４を使ったプロジェクトを行う場合は、CPUクーラーを使うことをおすすめします。