如何讓超頻的 Raspberry Pi 保持冷卻

作者：Aalyia Shaukat，特約作家

無論您是使用 Raspberry Pi 平臺(tái)的愛好者還是工程師，超頻以提高處理器速度的情況并不少見。處理器會(huì)迅速升溫，如果長(zhǎng)時(shí)間以極高的時(shí)鐘速度（超過 1 GHz）運(yùn)行，可能會(huì)發(fā)生敏感晶體管 IC 的熱失控，從而導(dǎo)致計(jì)算機(jī)故障。為了冷卻處理芯片，需要散熱器來將熱能散布到更大的表面積上。這是一個(gè)相當(dāng)簡(jiǎn)單的解決方案，可以潛在地延長(zhǎng) Raspberry Pi 的使用壽命。

根據(jù)熱量的嚴(yán)重程度和設(shè)備所處的周圍環(huán)境，可以采用多種冷卻方法。僅散熱器就有無數(shù)種形狀和尺寸。此外，從環(huán)境角度來說，電子設(shè)備封裝在一個(gè)熱的房間里幾乎沒有空氣流通的外殼中，與一個(gè)帶有風(fēng)扇的導(dǎo)熱外殼中的電子設(shè)備之間存在顯著的熱差異。

傳熱可以通過以下三種方式之一發(fā)生：輻射、對(duì)流或傳導(dǎo)。輻射，通常是釋放熱能的效率最低的方式，發(fā)生在熱能從源轉(zhuǎn)移到大氣時(shí)。當(dāng)兩個(gè)不同溫度的物體接觸時(shí)，就會(huì)發(fā)生傳導(dǎo)熱傳遞。在對(duì)流中，熱能通過液體或氣體的循環(huán)傳遞。因此，依賴于被動(dòng)冷卻（不使用風(fēng)扇或液體）的散熱器從芯片表面?zhèn)鲗?dǎo)熱量，并通過被動(dòng)氣流通過其散熱片自然對(duì)流冷卻芯片。盡管有更復(fù)雜的方法，但這可能足以冷卻過熱的 Raspberry Pi。

被動(dòng)冷卻Raspberry Pi 散熱器包括直翅片、針翅片和喇叭翅片。散熱器的材料也可能有所不同，例如銅或鋁。雖然鋁散熱器比銅更經(jīng)濟(jì)，但銅的導(dǎo)熱性要好得多。這種邊際差異可以延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。傳統(tǒng)的直翅式散熱器通常配備Raspberry Pi 冷卻套件，但針翅式和喇叭翅式設(shè)計(jì)可改善熱傳遞——尤其是在依賴自然對(duì)流時(shí)。這是由于散熱器對(duì)周圍氣流的新穎使用。

強(qiáng)制風(fēng)冷臺(tái)式電腦依靠風(fēng)扇和散熱器來強(qiáng)制在主板周圍進(jìn)行更大的空氣循環(huán)。這是一種對(duì)流形式，可以更有效地將 Raspberry Pi 的熱量傳遞到周圍環(huán)境。有許多市售風(fēng)扇?可以方便地連接到 5V 和 GND GPIO 電源引腳。甚至還有預(yù)裝風(fēng)扇的現(xiàn)成外殼。這兩個(gè)選項(xiàng)之間的選擇取決于偏好、成本以及將空氣從環(huán)境中“推”入外殼或?qū)崃俊芭懦觥笔欠褡钣行Аz入或攝入的問題取決于諸如散熱器的幾何形狀、外殼的尺寸以及可減少風(fēng)扇和電子元件污染的理想方向等變量。

審核編輯 黃昊宇