Wybór rodzaju chłodzenia dla przetaktowanego procesora mikrokomputera Raspberry Pi 4B pracującego w warunkach maksymalnego obciążenia

• Autorzy: Machowski Jakub , Dzieńkowski Mariusz

Identyfikatory

DOI

10.35784/jcsi.2437

Warianty tytułu

EN

Selection of the type of cooling for an overclocked Raspberry Pi 4B minicomputer processor operating at maximum load conditions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Raspberry Pi jest platformą komputerową, która ma szerokie zastosowanie w edukacji, posiada bardzo dużą społecz-ność użytkowników i bogatą dokumentację. W związku z tym może być dobrą i tanią alternatywą dla tradycyjnego komputera, przystawki do telewizora czy konsoli dla mało wymagających gier. W przypadku odczucia mniejszej wy-dajności pracy mikrokomputera, jedną z wielu możliwości poprawy tego stanu, które oferuje urządzenie jest przetaktowanie (ang. overclocking) procesora. Wiąże się ono z odpowiednim doborem parametrów pracy (napięcia, taktowania) i oprogramowania dla uzyskania jak najwyższej wydajności działania dedykowanego systemu Raspbian. Jednak zwiększanie wydajności pracy urządzenia powoduje wzrost temperatury aż do osiągnięcia wartości granicznych. W związku z tym należy zastosować odpowiedni, tzn. skuteczny, rodzaj chłodzenia. Uwzględniając wszystkie wymienione okoliczności, opracowano eksperyment, w którym dokonano pomiarów temperatury podczas maksymalnego obciążenia procesora na wszystkich rdzeniach przy ustawieniu taktowania, które umożliwiło uzyskanie największej wydajności Podczas badań rozpatrywano 3 przypadki: bez użycia chłodzenia, z chłodzeniem pasywnym oraz chłodzeniem aktywnym. Na podstawie uzyskanych wyników okazało się, że tylko zastosowanie chłodzenia aktywnego wyraźnie poprawia warunki pracy urządzenia, za sprawą obniżenia temperatury o około 15°C w stosunku do sytuacji bez chłodzenia czy z zastosowaniem radiatora pasywnego.

EN

The Raspberry Pi is a computer platform that is widely used in education, has a very large user community and exten-sive documentation. Therefore, it can be a good and cheap alternative to a traditional computer, a TV streaming device or a console for less demanding games. In the case of observing a lower efficiency of the microcomputer, one of many possibilities of improvement which this device offers is overclocking the processor. It is associated with a proper selection of parameters (voltage, clocking) and software in order to achieve the highest possible performance of the dedicated Raspbian system. However, increasing the work efficiency causes the temperature rise up to the limit values. Therefore, an appropriate, i.e. effective, kind of cooling should be applied. Taking all these circumstances into account, an experiment was developed in which temperature measurements were taken during the maximum processor load on all cores at the clock setting that enabled reaching the highest performance. During the research three cases were considered: without the use of cooling, with passive cooling and with active cooling. The obtained results showed that only the use of active cooling noticeably improves the operating conditions of the device, due to lowering the temperature by about 15°C compared to the situation without cooling or with the use of a passive radiator.

Słowa kluczowe

PL

Raspberry Pi 4B; przetaktowanie; chłodzenie; testowanie warunków skrajnych

EN

Raspberry Pi 4B; overclocking; cooling; stress testing

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Journal of Computer Sciences Institute
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 18
• Strony: 55--60
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Machowski Jakub

• Department of Computer Science, Lublin University of Technology, Nadbystrzycka 36B, 20-618 Lublin, Poland

autor

Dzieńkowski Mariusz

• Department of Computer Science, Lublin University of Technology, Nadbystrzycka 36B, 20-618 Lublin, Poland

Bibliografia

• [1] Raspbian, https://www.raspbian.org, [21.02.2020].
• [2] S. Szabłowski, Raspberry Pi jako środowisko edukacyjne, Uniwersytet Rzeszowski, 2018.
• [3] A. Pajankar, Raspberry Pi Supercomputing and Scientific Programming, 2017.
• [4] G. J. Nalepa, Podstawy programowania skryptów Sh, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków, 2000.
• [5] R. Blum, C. Bresnahan, Linux Command Line and Shell Scripting Bible, USA, 2008.
• [6] C. Johnson, Shell Scripting Recipes. A Problem-Solution Approach, 2005.
• [7] J. Kaczmarek, M. Wróbel, Funkcjonalność systemu operacyjnego Linux uruchamianego z pamięci USB, Zeszyty Naukowe Wydział Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej 28 (2010) 81-84.
• [8] D. Norris, Raspberry Pi: niesamowite projekty: miniaturowy komputer i jego wielka moc!, Helion, Gliwice, 2014.
• [9] K. Gązwa, P. Gązwa, A. Sprawka, Overclocking a zużycie energii, Zeszyty Naukowe WSEI. Seria Transport i Informatyka 4 (2014) 19-27.
• [10] T. Walsh, How to overclock your PC’s CPU, PCWorld, 2017.
• [11] PCWorld, Free Speed: Overcloking Your PC, PCWorld, 2005.
• [12] E. Rohou, M. D. Smith, Dynamically Managing Processor Temperature and Power, In In 2nd Workshop on Feedback-Directed Optimization (1999).
• [13] J. Ćwirko, R. Ćwirko, Skaning temperatury jako narzędzie diagnostyczne modułów elektronicznych, Diagnostyka 4 (40) (2008) 77-80.
• [14] B. Chacos, How to check your PC’s CPU temperature, PC World, 2005.
• [15] Praca zbiorowa pod kier. J. Kijaka, Odporność klimatyczna i wytrzymałość mechaniczna sprzętu elektronicznego, WKiŁ, 1963.
• [16] Raspberry Pi, https://www.raspberrypi.org/products/raspberry-pi-4-model-b/specifications/, [12.02.2020].
• [17] W. Gay, Advanced Raspberry Pi. Raspbian Linux and GPIO Integration, 2018.
• [18] config.txt, https://www.raspberrypi.org/documentation/co
• nfiguration/config-txt/README.md, [16.03.2020].

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).