रास्पबेरी पाई 4 गर्मी परीक्षण

रास्पबेरी पाई 4 बहुत ठंडा है! पिछले चार महीनों में, फर्मवेयर अपडेट ने स्टैंडबाय पावर को 1/2 W और लगभग 1 W को कम कर दिया है। गैरेथ हाफैरी ने मैगी के लिए बोर्ड का थर्मल परीक्षण किया।

रास्पबेरी पाई 4 मॉडल बी

रास्पबेरी पाई 4 को जारी किया गया था, जो उपयोगकर्ताओं को अपग्रेड करने के लिए उपयोगकर्ताओं को आकर्षित करने के लिए कई नई सुविधाओं के साथ प्रदान करता है: अधिक शक्तिशाली सीपीयू और जीपीयू, अधिक मेमोरी, गीगाबिट ईथरनेट, यूएसबी 3.0 के लिए समर्थन। प्रोसेसर की शक्ति में वृद्धि से बिजली की खपत में वृद्धि होती है, और रास्पबेरी पाई 4 परिवार का सबसे अधिक ऊर्जा वाला भूखा सदस्य है।

प्रत्येक नए रास्पबेरी पाई मॉडल की शुरूआत कहानी की शुरुआत है। बोर्ड का विकास जारी है, और सॉफ्टवेयर और फर्मवेयर अपडेट बोर्ड के प्रत्येक संस्करण को लंबे समय तक सुधारने के बाद कारखाने को छोड़ देते हैं।

रास्पबेरी पाई 4 अपडेट

रास्पबेरी पाई 4 कोई अपवाद नहीं है: इसकी रिलीज के बाद से, कई अपडेट पहले ही जारी किए जा चुके हैं जो इसकी बिजली की खपत को कम करते हैं, और परिणामस्वरूप - हीटिंग। और ये अपडेट रास्पबेरी पाई 4 के लिए उपयुक्त हैं, भले ही आपने इसे रिलीज के दिन खरीदा हो या आप इसे केवल आज ही ऑर्डर करें।

इस लेख में, हम देखेंगे कि कैसे प्रत्येक बाद के अद्यतन ने अधिकतम संभव तापमान पर जितनी जल्दी हो सके चिप (SoC) पर सिस्टम को गर्म करने के लिए कृत्रिम सॉफ्टवेयर लोड (वास्तविक कार्य नहीं) का उपयोग करके रास्पबेरी पाई 4 में सुधार किया।

और यहां कुछ चमत्कार हैं जो एक साधारण फर्मवेयर अपडेट प्राप्त कर सकते हैं।

हम कैसे रास्पबेरी पाई 4 फर्मवेयर अपडेट का परीक्षण किया

यह जांचने के लिए कि प्रत्येक फर्मवेयर हीटिंग के साथ कितनी अच्छी तरह से जुड़ा हुआ है, हमने एक कृत्रिम विकसित किया, जो उच्च भार की मांग करता है, सबसे खराब स्थिति का अनुकरण करता है। तनाव-एनजी उपयोगिता लगातार सभी चार सीपीयू कोर को लोड करती है। इस बीच, glxgears उपयोगिता काम के साथ GPU लोड करती है। उपयोगिताएँ कमांड द्वारा स्थापित की जाती हैं:

sudo apt स्थापित तनाव-एनजी मेसा-बर्तन

आप CPU को कमांड से लोड कर सकते हैं:

तनाव-एनजी - सीपीयू ० - सीपीयू-विधि एफएफटी

डिफ़ॉल्ट सेटिंग्स में, टीम पूरे दिन काम करेगी; रद्द करने के लिए, CTRL + C दबाएं।

आप GPU को कमांड से लोड कर सकते हैं:

glxgears -fullscreen

कार्यक्रम पूरे स्क्रीन को भरने वाले गियर का 3 डी एनीमेशन दिखाएगा। इसे बंद करने के लिए, ALT + F4 दबाएं।

टीमों के काम का विवरण यहां पढ़ें:

आदमी तनाव-एनजी
आदमी glxgears

परीक्षण के दौरान, दोनों लोड कार्यक्रमों ने 10 मिनट तक एक साथ काम किया। उसके बाद, रास्पबेरी पाई 4 5 मिनट के लिए ठंडा हो गया।

थर्मल इमेजर से चित्र स्टैंडबाय मोड में लिए गए थे, और फिर एक तनाव-एनजी कमांड के साथ लोड होने के 60 सेकंड बाद।

बेसलाइन प्रदर्शन: रास्पबेरी पाई 3 बी +

रास्पबेरी पाई 3 बी + डिवाइस को व्यापक रूप से मान्यता प्राप्त थी, और इन संकेतकों के अनुसार इसके चारों ओर पाने के लिए, कोशिश करना आवश्यक था।



रास्पबेरी पाई 4 की रिलीज़ से पहले, रास्पबेरी पाई 3 मॉडल बी + एक एकल-बोर्ड कंप्यूटर था। इस मॉडल ने पिछले, रास्पबेरी पाई 3 मॉडल बी, प्लस अपडेटेड हार्डवेयर के विकास के दौरान प्राप्त किए गए सभी फायदे प्राप्त किए, और अभी भी एक लोकप्रिय उपकरण है।

आइए पहले देखें कि रास्पबेरी पाई 4 का परीक्षण करने से पहले यह कैसा व्यवहार करता है।

बिजली की खपत

अपने पूर्ववर्ती की तुलना में एक कुशल प्रोसेसर और एक बेहतर पावर सर्किट आरेख रास्पबेरी पाई 3 बी + को कम बिजली की खपत करने की अनुमति देता है: स्टैंडबाय मोड में यह केवल 1.91 वाट है, और कृत्रिम भार के तहत इसे बढ़ाकर 5.77 वाट कर दिया गया है।

इमेजरी शॉट्स

अतिरिक्त समय


लोड के तहत

थर्मल इमेजर दर्शाता है कि किस ऊर्जा पर खर्च किया जा रहा है। स्टैंडबाय मोड में, SoC अपेक्षाकृत ठंडा है, और मध्य दाईं ओर USB / ईथरनेट नियंत्रक गर्म स्थान है। लोड के तहत, गहन सीपीयू ऑपरेशन के 60 सेकंड के बाद, एसओसी सबसे गर्म घटक बन जाता है, जो 58.1 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक पहुंच जाता है।

थर्मल थ्रॉटलिंग

ग्राफ दस मिनट के लोड के दौरान रास्पबेरी पाई 3 बी + सीपीयू की गति और तापमान दिखाता है। सीपीयू और जीपीयू पर एक साथ टेस्ट चलता है, इसके बाद पांच मिनट का कूलिंग होता है। रास्पबेरी पाई 3 बी + जल्दी से 60 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर एक "सॉफ्ट स्किप" बिंदु तक पहुंचता है, जिसे SoC को 80 डिग्री सेल्सियस की तंग सीमा तक पहुंचने से रोकने के लिए डिज़ाइन किया गया है, और सीपीयू हर समय 1.2 गीगा की आवृत्ति पर इस मोड में काम करना जारी रखता है, जबकि माप काम कर रहा है।

रास्पबेरी पाई 4 फर्मवेयर बहुत शुरुआत से आ रहा है

श्रृंखला में सबसे तेज बोर्ड को सबसे अधिक ऊर्जा की आवश्यकता थी

रास्पबेरी पाई 4 मॉडल बी रास्पबेरी पाई 3 बी + पर कई सुधारों के साथ सामने आया, जिसमें एक अधिक शक्तिशाली सीपीयू, एक नया जीपीयू, 4 गुना तक मेमोरी में वृद्धि और यूएसबी 3.0 पोर्ट शामिल हैं। लेकिन इस सभी लोहे की अपनी कीमत है: ऊर्जा की खपत और हीटिंग में वृद्धि। आइए देखें कि बिक्री शुरू होने के बाद से रास्पबेरी पाई 4 ने कैसे व्यवहार किया है।

बिजली की खपत

इसमें कोई शक नहीं है, रिहाई के तुरंत बाद रास्पबेरी पाई 4 एक भूखा जानवर था। रास्पियन डेस्कटॉप पर स्टैंडबाय मोड में भी, बोर्ड 2.89 वाट की खपत करता है, कृत्रिम सीपीयू और जीपीयू लोडिंग के मामले में अधिकतम 7.28 वाट तक पहुंचता है - रास्पबेरी पाई 3 बी + से काफी अधिक।

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अतिरिक्त समय


लोड के तहत

थर्मल इमेजर से छवियों से पता चलता है कि उत्पादन के पहले दिन फर्मवेयर के साथ रास्पबेरी पाई 4 स्टैंडबाय मोड में भी गर्म होता है, और दाईं ओर यूएसबी नियंत्रक और निचले बाएं हिस्से में पावर कंट्रोल सर्किट सबसे गर्म स्थान हैं। भारी भार के तहत, 60 वें सेकंड पर SoC 72.1 ° C के तापमान पर पहुंचता है।

थर्मल पास साइकिल

रास्पबेरी पाई 4 बी रास्पबेरी पाई 3 बी + की तुलना में लंबे समय तक काम करने में सक्षम है, इससे पहले कि कृत्रिम लोड इसे स्किप मोड में जाने के लिए मजबूर करता है। हालांकि, वह अभी भी इस मोड में चली जाती है - 65 वें सेकंड में। एक कार्य भार के साथ, सीपीयू 1.5 गीगाहर्ट्ज से स्थिर 1 गीगाहर्ट्ज तक गिरता है, और फिर अंत तक यह 750 मेगाहर्ट्ज तक डूब जाता है।

रास्पबेरी पाई 4 वीएलआई फर्मवेयर

रास्पबेरी पाई 4 के पहले प्रमुख फर्मवेयर अपडेट में, वाया लैब्स इंक यूएसबी कंट्रोलर का पावर मैनेजमेंट तय किया गया था नियंत्रक दो यूएसबी 3.0 पोर्ट के साथ काम करता है, और फर्मवेयर ने ऑपरेशन के दौरान इसे कम करने की अनुमति दी।

बिजली की खपत

यहां तक ​​कि रास्पबेरी पाई 4 बंदरगाहों से कुछ भी कनेक्ट किए बिना, वीएलआई फर्मवेयर में दृश्यमान सुधार हैं: अतिरिक्त बिजली की खपत 2.62 वाट तक गिर गई, और लोड के तहत यह अधिकतम 7.01 वाट तक पहुंच जाता है।

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अतिरिक्त समय


लोड के तहत

यह आश्चर्य की बात नहीं है कि फर्मवेयर का मध्य दाईं ओर VLI चिप क्षेत्र में तापमान पर सबसे अधिक प्रभाव पड़ता है; यह केंद्र में SoC के तापमान को कम करने और निचले बाएँ में पावर कंट्रोल सर्किट को भी मदद करता है। एसओसी लोड के तहत 71.4 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच गया - एक छोटा लेकिन औसत दर्जे का सुधार।

थर्मल पास साइकिल

वीएलआई पावर प्रबंधन ने नाटकीय रूप से लोड के तहत कार्ड के व्यवहार को बदल दिया है: टिक स्किप सक्षम बिंदु 77 वें सेकंड में स्थानांतरित हो गया है, सीपीयू 1.5 गीगाहर्ट्ज़ की अधिकतम आवृत्ति पर अधिक समय तक चलता है, और आमतौर पर 750 मेगाहर्ट्ज तक नहीं गिरता है। परीक्षण के अंत में SoC भी काफी तेजी से ठंडा होता है।

रास्पबेरी पाई 4 वीएलआई, एसडीआरएएम फर्मवेयर

वीएलआई पावर प्रबंधन के साथ एक साथ उपयोग के लिए डिज़ाइन किया गया निम्न फर्मवेयर, रास्पबेरी पाई 4 मेमोरी के संचालन को बदलता है - एलपीडीडीआर 4 एसडीआरएएम। प्रदर्शन को प्रभावित किए बिना, यह स्टैंडबाय मोड और अंडर लोड दोनों में बिजली की खपत को कम करने में मदद करता है।

बिजली की खपत

वीएलआई अपडेट के साथ, एसडीआरएएम अपडेट स्टैंडबाय मोड और अंडर लोड दोनों में बिजली की खपत में एक स्वागत योग्य गिरावट लाता है। अब रास्पबेरी पाई 4 स्टैंडबाय में 2.47 वाट और लोड के तहत 6.79 वाट खपत करता है - मूल 7.2 वाट पर एक बड़ा सुधार।

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अतिरिक्त समय


लोड के तहत

थर्मल इमेजर से छवियां सभी का सबसे गंभीर सुधार दिखाती हैं, और एसओसी और पावर कंट्रोल सर्किट दोनों को स्टैंडबाय मोड में बहुत कम गरम किया जाता है। वीएलआई अपडेट की तुलना में 60 सेकंड के बाद, एसओसी लोड बहुत ठंडा रहता है, 68.8 डिग्री सेल्सियस - लगभग 3 डिग्री कम।

बीट्स को छोड़ दें

कूलर SoC का बोर्ड पर सकारात्मक प्रभाव पड़ता है: लोड के तहत घड़ी का पास-थ्रू बिंदु 109 सेकंड तक चला गया है, और उसके बाद रास्पबेरी पाई 4 1.5 गीगाहर्ट्ज और 1 गीगाहर्ट्ज के बीच दस मिनट के लिए कूदना जारी रखता है - यह काफी गति बढ़ाता है।

रास्पबेरी पाई 4 वीएलआई, एसडीआरएएम, क्लॉकिंग और लोड-स्टेप फर्मवेयर

सितंबर 2019 के अपडेट में कई बदलाव हैं, जिसमें वीएलआई और एसडीआरएएम के साथ पिछले सुधार शामिल हैं। सबसे बड़ा परिवर्तन यह है कि कैसे अनुरोधों और तापमान की प्रतिक्रिया में BCM2711B0 बढ़ती है और घड़ी की गति कम हो जाती है।

बिजली की खपत

सितंबर के फर्मवेयर सुधार क्रमिक हैं: अतिरिक्त खपत 2.36 वाट तक घट गई, और लोड के तहत - 6.67 वाट तक, कार्यक्षमता में कमी या कार्यक्षमता में कमी के बिना।

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अतिरिक्त समय


लोड के तहत

बेहतर घड़ी नियंत्रण से स्टैंडबाय तापमान में काफी कमी आती है। लोड के तहत सब कुछ सुधर जाता है - एसओसी 60 सेकंड के लोड के बाद अधिकतम 65 ° C तक पहुंच जाता है, और वीएलआई चिप और पावर मैनेजमेंट सर्किट स्पष्ट रूप से स्थिर रहते हैं।

बीट्स को छोड़ दें

इस फर्मवेयर के साथ, लोड के तहत रास्पबेरी पाई 4 टिक बिंदु को 155 सेकंड तक वापस धकेल दिया जाता है - पहले फर्मवेयर की तुलना में समय दोगुना से अधिक। 1.5 गीगाहर्ट्ज़ पर अधिक आक्रामक वापसी के कारण समग्र औसत गति भी बढ़ रही है।

रास्पबेरी पाई 4 बीटा फर्मवेयर

हालांकि, रास्पबेरी पाई में कोई भी अपने लॉरेल पर आराम करने वाला नहीं है। बीटा फर्मवेयर का परीक्षण किया जा रहा है और जल्द ही रिलीज़ होने वाला है। इसमें कई संवर्द्धन शामिल हैं, जिसमें SoCs के ऑपरेटिंग वोल्टेज का अधिक सटीक नियंत्रण और HDMI राज्य मशीनों के लिए घड़ी की आवृत्ति का अनुकूलन शामिल है।

अपने रास्पबेरी पाई को नवीनतम फर्मवेयर में अपडेट करने के लिए, टर्मिनल में लिखें:

sudo उपयुक्त अद्यतन
sudo apt फुल-अपग्रेड

और बोर्ड को फिर से शुरू करें:

सुडोल बंद - अब आर

बिजली की खपत



बीटा फर्मवेयर सामान्य रूप से बिजली की खपत को कम करने के लिए अतिरिक्त बिजली की खपत को कम करता है, और प्रदर्शन का त्याग किए बिना भार के दौरान बिजली की खपत को कम करने के लिए SoC वोल्टेज को समायोजित करता है। नतीजतन, स्टैंडबाय मोड में 2.1 वाट तक की गिरावट है, और लोड के तहत 6.41 वाट तक - आज सबसे अच्छा प्रदर्शन।

इमेजरी शॉट्स

सुधार थर्मल इमेजर से छवियों में स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं। अधिकांश रास्पबेरी पाई 4 बोर्ड में 35 डिग्री सेल्सियस से ऊपर गर्मी नहीं होती है, जो पहले फर्मवेयर के लिए न्यूनतम थी। लोड करने के 60 सेकंड के बाद, एक छोटा लेकिन औसत दर्जे का सुधार भी होता है और चरम तापमान 64.8 ° C तक पहुँच जाता है।

बीट्स को छोड़ दें

हालांकि नए फर्मवेयर के साथ रास्पबेरी पाई 4 अभी भी सिंथेटिक परीक्षण के उच्च भार के कारण स्किप मोड में चला जाता है, यह आज के लिए सबसे अच्छा परिणाम दिखाता है: 177 वें सेकंड में शुक्र होता है, और नई घड़ी नियंत्रण प्रणाली औसत गति बढ़ाती है। इसके अलावा, फर्मवेयर आपको अक्सर पृष्ठभूमि कार्यों को तेज करने, स्टैंडबाय मोड में घड़ी की आवृत्ति बढ़ाने की अनुमति देता है।

अपने उचित अभिविन्यास के साथ अपने रास्पबेरी पाई 4 के शीतलन में सुधार करें।

फर्मवेयर अपडेट उत्कृष्ट परिणाम प्रदान करते हैं, लेकिन क्या होगा अगर हम रास्पबेरी पाई 4 को लंबवत घुमाते हैं?

यद्यपि नवीनतम फर्मवेयर बिजली की खपत और हीटिंग को काफी कम कर सकता है, लेकिन बेहतर परिणाम प्राप्त करने के लिए एक और चाल है: बोर्ड के अभिविन्यास को बदल दें। इस परीक्षण के लिए, हमने रास्पबेरी पाई 4 को नवीनतम फर्मवेयर के साथ लंबवत रूप से स्थापित किया, ताकि नीचे जीपीआईओ इंटरफेस और सबसे ऊपर एचडीएमआई पोर्ट हों।

बीट्स को छोड़ दें

रास्पबेरी पाई 4 का एक सरल ऊर्ध्वाधर रोटेशन तुरंत परिणाम देता है: स्टैंडबाय मोड में SoC पहले की तुलना में 2 ° C ठंडा है और अधिक धीरे-धीरे गर्म होता है। लोड के तहत, बोर्ड घड़ी छोड़ें मोड में जाने के बिना लंबे समय तक चलता है और काफी उच्च गति बनाए रखता है।

कई कारक यहां काम करते हैं: ऊर्ध्वाधर अभिविन्यास संवहन में सुधार करता है, जिससे परिवेशी वायु तेजी से गर्मी को नष्ट करने की अनुमति देती है, और गर्मी-इन्सुलेट तालिका से बोर्ड के पीछे उठाने से गर्मी-हस्तांतरण की सतह में काफी वृद्धि होती है।

उपायों को छोड़ने का समय

आरेख दिखाता है कि लोड के तहत लंघन उपायों पर स्विच करने में कितना समय लगा। रास्पबेरी पाई 3 बी + ने सबसे खराब परिणाम दिखाया, केवल 19 सेकंड में स्किपिंग के उपायों पर स्विच किया। रास्पबेरी पाई 4 के लिए प्रत्येक बाद के फर्मवेयर अपडेट ने इस बिंदु को और आगे बढ़ाया। हालांकि, बोर्ड के उन्मुखीकरण को बदलकर सबसे गंभीर सुधार प्राप्त किया जा सकता है।

असली लोड के तहत जाँच करें

चलो सिंथेटिक भार छोड़ते हैं, और खुद से सवाल पूछते हैं - बोर्ड वास्तविक भार का सामना कैसे करते हैं?

पूर्वगामी से, यह निष्कर्ष निकालना मुश्किल है कि रास्पबेरी पाई 3 बी + और रास्पबेरी पाई के बीच गति में वास्तविक अंतर है। सिंथेटिक माप ऊर्जा-मांग वाले गणना करते हैं जो वास्तविक जीवन के कार्यों में शायद ही कभी पाए जाते हैं, और इसके अलावा, वे अंतहीन दोहराते हैं।

लिनक्स का संकलन

इस परीक्षण में, रास्पबेरी पाई 3 बी + और रास्पबेरी पाई 4 को स्रोत से लिनक्स कर्नेल को संकलित करने का कार्य दिया जाता है। यह वास्तविक दुनिया में पाए जाने वाले सीपीयू भार का एक अच्छा उदाहरण है, और पिछले परीक्षण से सिंथेटिक भार की तुलना में बहुत अधिक यथार्थवादी कार्य है।

कर्नेल संकलन: रास्पबेरी पाई 3 बी +

रास्पबेरी पाई 3 बी + घड़ी की लंघन मोड पर बहुत जल्दी स्विच करती है और थोड़ी ठंडी अवधि तक 1.2 गीगाहर्ट्ज़ पर रहती है, जब कंपाइलर सीपीयू पर लोड से ड्राइव पर लोड होता है, जिससे बोर्ड जल्दी से 1.4 हर्ट्ज पर वापस स्विच करने की अनुमति देता है। संकलन 5097 सेकंड में समाप्त हुआ - एक घंटा, 24 मिनट, 57 सेकंड।

कर्नेल संकलन: रास्पबेरी पाई 4 मॉडल बी

आप स्पष्ट रूप से सिंथेटिक और वास्तविक कार्यों के बीच अंतर देख सकते हैं: रास्पबेरी पाई 4 कभी भी उच्च तापमान तक नहीं पहुंचता है जो इसे घड़ी चक्र को छोड़ने के लिए मजबूर करेगा, और 1.5 गीगाहर्ट्ज पर सभी तरह से चलता है - सिवाय, जैसा कि रास्पबेरी पाई 3 + के साथ मामला है , एक संक्षिप्त अवधि जब कंपाइलर के संचालन में बदलाव से बोर्ड को स्टैंडबाय मोड में गति करने की अनुमति मिलती है। संकलन 2660 सेकंड - 44 मिनट और 20 सेकंड में समाप्त हुआ।