Riepilogo post nella categoria Raspberry PI

Dissipatori attivi per il Raspberry PI 3

Postato in Raspberry PI

Nel precedente articolo ho spiegato come applicare un overclock al Raspberry PI 3 che porta un incremento prestazionale del 15%. Però, per poter godere dell'incremento prestazionale dato da questo overclock, è necessario prima installare un sistema di raffreddamento attivo al vostro Raspberry.

Infatti, il Raspberry potrebbe spegnersi o andare in crash a causa del limite di 85 gradi che impone lo spegnimento della scheda madre. Oppure, più semplicemente, potrebbe diventare instabile: le temperature alte non sono gradite ai circuiti elettronici "consumer".

Grazie a questo sistema di dissipazione potrete far girare il Raspberry PI 3 a 1350Mhz a temperature di circa 70° a pieno carico, anche con carichi di ore ed ore.

Ecco una foto del sistema di raffreddamento nel suo insieme:


Quindi, armatevi di pazienza, un pò di manualità, e cercate di reperire:

  • Nastro biadesivo spesso
  • Pinze e carta vetro
  • Schede madri da PC fissi rotti o dismessi
  • Una ventolina da un vecchio case per HDD esterni
  • Lamelle di dissipatori per CPU di PC fissi rotti o dismessi
  • Pasta termoconduttiva

Purtroppo non ho scattato fotografie del "mentre" creavo il sistema di dissipazione, tuttavia, la procedura è molto semplice e basta leggere le indicazioni per capire al volo.

1. Reperire vecchie schede madri

Le vecchie schede madri vi servono perchè state cercando i dissipatori che stanno nel south bridge: esatto, proprio quei piccoli dissipatori passivi che sono fissati solo da due fermi di plastica, vicino agli slot PCI / PCI Express.
Nel mio esempio, ho recuperato un dissipatore arancione da una scheda madre Asrock ITX e un altro piccolo dissipatore blu da una Asus Mini ITX.

Una volta recuperati i dissipatori, usate delle pinze per sradicare i perni per i fermi in plastica, perchè occupano spazio. Una volta sradicati i pernetti, usare la carta vetro per lisciare i bordi "sradicati" e per non farvi male... Pulite il fondo dei dissipatori aiutandovi con un coltello da cucina, rimuovendo i rimasugli di pasta termoconduttiva rimasta sotto.

2. Sradicare delle lamelle da un vecchio dissipatore per CPU

Sebbene possa sembrare strano, abbiamo bisogno di creare una sorta di "heat pipe" che funga da distanziale da applicare direttamente sopra il chip Broadcom: questo perchè c'è bisogno che il dissipatore che andremo ad applicare sopra alla CPU sia a contatto completo con la CPU stessa. Purtroppo, però, alcuni regolatori di tensione, e alcuni condensatori che stanno vicino alla CPU del Raspberry impediscono un corretto posizionamento del dissipatore: se provate infatti a mettere sopra il dissipatore "così com'è", noterete che andate a sbattere contro questi componenti: questo è da correggere, perchè la superficie di contatto CPU-dissipatore deve essere "piena".

3. Impilare le lamelle, applicare pasta termoconduttiva, e poi applicare il dissipatore

Il trucco è "impilare" alcune lamelle di dissipatore sopra la CPU ( rettangolini da 1CMx1CM ), applicare pasta termoconduttiva tra una lamella e l'altra, e alla fine applicare il dissipatore sopra l'ultima lamella. Così facendo, ci sarà "continuità termica" tra la superficie della CPU del Raspberry e il vostro dissipatore.
Ricordatevi la pasta termoconduttiva! Se no il lavoro di precisione che avete appena fatto non serve a nulla!


4. Rendere il dissipatore più stabile con alcuni pezzi di nastro biadesivo

Potete applicare un pezzo di nastro biadesivo proprio sopra il connettore micro usb, sopra i condensatori e i regolatori di tensione ( non c'è pericolo ). Così facendo, creerete una piccola superficie adesiva che aiuterà a mantenere fisso il dissipatore. La pasta termoconduttiva da sola non basta per fissare il tutto. C'è posto per applicare un pò di nastro biadesivo di tenuta anche ai connettori per le periferiche esterne ( messi di lato ).

5. Applicare l'altro piccolo dissipatore all'altro chip più piccolo con del nastro biadesivo

L'altro chip alla destra della CPU è il controller di rete. Qui la dissipazione serve a poco, ma io ho applicato comunque un dissipatore perchè, essendo a contatto con l'altro dissipatore, aumenta di fatto la superficie raffreddante. E poi è anche più bello da vedere!

6. Inserire la ventolina

Se siete riusciti a trovare una ventolina di quelle dei vecchi case per HDD ( sono rare! ) allora potete montarla sopra i dissipatori. Nel mio caso, l'ho applicata direttamente sopra al dissipatore blu con un pezzo di nastro biadesivo. Per la corrente, invece, queste ventoline vanno a 5V quindi si può sfruttare la porta GPIO del Raspberry! I pin 4 e 6 mettono a disposizione un polo positivo sul pin 4, e la massa sul pin 6.

Collegando il connettore della ventola ai pin 4 e 6 ( che sono attigui ) non bisognerà fare neppure una saldatura!

7. Applicare al retro del "tappo" della scatola del Raspberry un pò di nastro biadesivo

Così facendo, andrete a creare una sorta di "fermo" che terrà premuto il dissipatore principale contro la CPU. Questo vi permetterà di poter girare anche il Raspberry al contrario. Una volta chiuso il tappo del Raspberry, il nastro biadesivo impilato andrà a contatto con la superficie del dissipatore, e lo spingerà verso il basso, fermandolo completamente.

8. Finito!

A questo punto impacchettate il tutto, verificate che tutto rimanga in posizione e che la ventola si accenda correttamente, e avete finito!

Il costo potenziale di questo sistema di dissipazione è zero euro. Ammesso che abbiate un pò di junkware in cantina o in qualche scatola nell'armadio...
Ad ogni modo, questo sistema di raffreddamento non sarà mai il top, ma vi permetterà di divertirvi un pò e di fare effettivamente dei passi in avanti verso un overclock stabile.


Overclock stabile del Raspberry PI 3

Postato in Raspberry PI

Importante: non esiste supporto ufficiale per l'overclock del Raspberry PI 3. Prendere le dovute precauzioni prima di compiere qualsiasi azione, perchè potreste danneggiare il vostro Raspberry in modo irreparabile. Procedete a vostro rischio e pericolo!

Già da un pò di tempo è uscita la terza versione del piccolo computer economico Raspberry: gioiello dalle mille facce e dai mille utilizzi, questo portento può dare gioia anche agli appassionati di modding e overclock.

Sebbene sulle vecchie versioni del Raspberry fosse presente una utility dentro il sistema di configurazione raspi-config, che permetteva di fare overclock "out of the box", in questa versione del Raspberry PI 3 questo non è possibile. La risposta forse è data dal fatto che il sistema è già abbastanza performante dì per sè: 1GB di RAM LPDDR2 @900Mhz, e 4 core @1200Mhz non sono mica male. Però, c'è sempre spazio per aumentare le prestazioni!

Voglio precisare che consiglio di fare overclock se e solo se in possesso di qualche sistema di dissipazione del calore: su questo sito ho scritto una guida su come applicare dei dissipatori "fai da te" al raspberry: guida per raffreddare con dissipatori il Raspberry PI 3.
Infatti, provando ad effettuare l'overclock senza dissipazione, probabilmente incapperete nel temperature lock ad 85 gradi: il Raspberry infatti stacca la spina da solo per evitare danni oltre questa temperatura. Confermo che è stato così anche nel mio caso, senza dissipazione l'overclock non funzionava proprio.

Questa guida si basa sull'ultima versione acquistabile del Raspberry PI 3 e sull'utilizzo di Raspbian come sistema operativo.

Vediamo qualche benchmark:

sudo apt-get install sysbench
sysbench --num-threads=4 --test=cpu --cpu-max-prime=20000 --validate run


Con il clock di fabbrica, il test viene completato in 122 secondi.



Come si può vedere dall'immagine, ho riportato anche l'output di uno script per il monitoring della temperatura a fianco all'output del benchmark. Voglio precisare che queste temperature si possono raggiungere solo tramite un sistema di dissipazione del calore per il Raspberry PI 3.

Script per monitorare la temperatura del Raspberry:


while true ; do /opt/vc/bin/vcgencmd measure_temp ; sleep 1 ; done


Ora, passiamo all'overclock del Raspberry PI 3. Digitare da riga di comando:

sudo nano /boot/config.txt


Aggiungere queste righe al fondo del file di configurazione: configurazione /boot/config.txt per l'overclock del Raspberry PI 3


# OVERCLOCK!
arm_freq=1350
sdram_freq=500
core_freq=500
over_voltage=5
disable_splash=1
force_turbo=1 # Garanzia=OFF! (La CPU non va mai in downscale @600Mhz)
boot_delay=1 # aiuta ad evitare errori di corruzione della SD se force_turbo=1
gpu_mem=400
gpu_freq=400
temp_limit=80


Con queste impostazioni, si raggiungeranno i 1350Mhz di clock del processore, e si andrà a migliorare il clock della memoria e il clock della GPU. Migliorando tutti questi fattori sarà possibile far girare senza nessun problema programmi come Kodi o RetroPie.

Come conferma della velocità di clock, digitare da riga di comando

sudo apt-get install lshw
sudo lshw



Ecco una immagine dell'output di sysbench dopo l'overclock, con le relative temperature



Con l'overclock siamo passati a 106 secondi totali per l'esecuzione del test, con un incremento prestazionale del 15% circa.

Notare le temperature: sebbene abbia applicato un overclock, il Raspi non è salito molto di temperatura. Questo perchè sul Raspberry che stavo testando, quello che uso per il mio media server Kodi, è stato applicato un sistema di dissipazione del calore attivo. Sul mio sistema, la differenza tra clock di fabbrica e overclock è di circa 5 gradi, con il sistema di dissipazione attivo.

Tengo a sottolineare che, dopo aver provato ad impostare questo overclock con il Raspberry liscio appena comprato, il sistema è andato in freeze perchè ha superato gli 85 gradi di temperatura. Quindi, la dissipazione non solo è d'obbligo, ma senza di essa l'overclock non funziona, o almeno questa è l'esperienza maturata con la motherboard in mio possesso.

Alcuni utenti su reddit riportano di aver raggiunto overclock ancora più spinti, fino a 1500Mhz, con dissipatori abbastanza ingombranti. Tuttavia, io ho trovato che questa configurazione sia estremamente stabile: non ho mai riscontrato nemmeno un freeze o un crash, e il Raspberry che ha l'overclock attivo lo uso 24h/24 come media center Kodi sempre acceso. Così si può accedere al catalogo di film e serie da tutta la casa, anche dallo smartphone :)