KKSB是一家瑞典公司,该公司的主要业务是为树莓派、Arduino、ODROID、Orange Pi等单板电脑以及手机、平板支架等各种开放式硬件产品设计和制造金属产品的。
不久前,该公司联系了我,让我给他们评测一下最新的树莓派4 机箱,我自己也很想知道这个机箱的散热效果如何。所以,我决定在默认频率和超频至 2.0 GHz时做一些基准的测试。
KKSB 树莓派4铝制外壳拆箱
最近,我收到了一个白色的包裹。
拆开包裹之后,可以看到外壳分为两部分。除此之外,还有用于处理器的导热垫、安装螺钉、橡胶垫和用于 LED 的两个塑料袋。

铝壳组装
首先,撕下导热垫一侧的塑料薄膜,并将其放在外壳顶部的处理器挤压件上。

我从导热垫上取下第二层塑料薄膜,然后将树莓派4 放在上面,使处理器与导热垫接触。接着,我将底部放在顶部,并用四个螺丝固定拧紧。

你们应该注意到了侧面有一个小开口,这供想要使用 GPIO 的人使用带状电缆。底部还有两个壁挂孔和另外三个让 WiFi 信号通过的切口线(在此我能确定WiFi是可以正常工作的)。
我们只需要将四个橡胶垫粘在外壳底部,并粘上 LED 的塑料罩即可完成组装了。

MicroSD 卡和 LED 顶部还有一个开口,这主要是用于连接 MIPI CSI 摄像头或 MIPI DSI 显示器。

升级树莓派4 操作系统和固件
在测试之前,我使用 apt将 Raspbian 和固件更新到了最新版本:
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sudo apt update sudo apt full-upgrade |
请注意,由于 rpi-monitor 托管服务器的问题,我必须要先进行一些更改。
以下是安装各种版本的 Linux 内核、Raspbian 操作系统以及 ThreadX 和 VLI 固件:
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pi@raspberrypi:~ $ uname -a Linux raspberrypi 4.19.97-v7l+ #1294 SMP Thu Jan 30 13:21:14 GMT 2020 armv7l GNU/Linux pi@raspberrypi:~ $ cat /etc/issue Raspbian GNU/Linux 10 \n \l pi@raspberrypi:~ $ sudo /opt/vc/bin/vcgencmd version Feb 10 2020 15:15:59 Copyright (c) 2012 Broadcom version d21c2d51634b793e0b0ce2816c4e3d1cf0d87e6b (clean) (release) (start) pi@raspberrypi:~ $ sudo ./vl805 VL805 FW version: 000137ad |
接下来,我们在 Web 浏览器中访问 RPI-Monitor 并等待 CPU 温度稳定。请注意,我测试的环境室温大约是 28°C。

图表左侧是更新后几个小时后的空闲温度,一旦我们重新启动且新固件生效后,温度就有所下降了。
在超频2.0 GHz 时钟频率下对树莓派4进行的基准测试
我忘记了一件事,在我之前使用树莓派4 进行测试时,其中有一项超频到 2.0 GHz了。因此当我这次拿出来使用时,它仍处于这个状态。没关系,那我们就先来试试这个最坏的情况吧(现在它甚至支持高达 2.1 GHz 的超频了)。
然后我安装并开始运行最新版本的 sbc-bench 脚本:
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wget https://raw.githubusercontent.com/ThomasKaiser/sbc-bench/master/sbc-bench.sh sudo /bin/bash ./sbc-bench.sh -c |
我停下来等待了一段时间,直到温度稳定在 57°C 左右。我又再次启动了基准测试:
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sudo /bin/bash ./sbc-bench.sh -c sbc-bench v0.6.9 Installing needed tools. This may take some time... Done. Checking cpufreq OPP... Done. Executing tinymembench. This will take a long time... Done. Executing OpenSSL benchmark. This will take 3 minutes... Done. Executing 7-zip benchmark. This will take a long time..../sbc-bench.sh: line 600: 8767 Killed taskset -c 0 "${SevenZip}" b -mmt 1 >> ${TempLog} ./sbc-bench.sh: line 600: 9359 Killed "${SevenZip}" b >> ${TempLog} Done. Checking cpufreq OPP... Done. ATTENTION: Throttling has occured. Check the log for details. Memory performance: memcpy: 2749.1 MB/s memset: 3849.9 MB/s (0.4%) 7-zip total scores (3 consecutive runs): 6812,6802 OpenSSL results: type 16 bytes 64 bytes 256 bytes 1024 bytes 8192 bytes 16384 bytes aes-128-cbc 83440.74k 102325.48k 110827.95k 112927.06k 113691.31k 113694.04k aes-128-cbc 83502.68k 102320.15k 110830.25k 113049.60k 113582.08k 113715.88k aes-192-cbc 75067.08k 89847.70k 96032.60k 97818.28k 98020.01k 98265.77k aes-192-cbc 75068.33k 90023.70k 95905.37k 97696.77k 98287.62k 98249.39k aes-256-cbc 68007.97k 80099.16k 84809.81k 86202.37k 86611.29k 86611.29k aes-256-cbc 68080.77k 80098.73k 84930.65k 86020.78k 86578.52k 86567.59k Full results uploaded to http://ix.io/2bnS. Please check the log for anomalies (e.g. swapping or throttling happenend) and otherwise share this URL. |
查看了日志之后我发现, 7-zip 多线程测试因为我 1GB RAM RPi 4 上的内存不足而崩溃了一次。 设备出现降频,但由于它是在极短时间内出现的,因此没有在日志中显示该频率:
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System health while running 7-zip multi core benchmark: Time fake/real load %cpu %sys %usr %nice %io %irq Temp VCore 15:15:40: 2000/2000MHz 4.78 7% 1% 6% 0% 0% 0% 71.1°C 0.9938V 15:16:00: 2000/2001MHz 4.57 84% 2% 81% 0% 0% 0% 76.0°C 0.9938V 15:16:48: 2000/2000MHz 5.28 96% 50% 44% 0% 0% 0% 76.4°C 0.9938V 15:17:08: 2000/2000MHz 4.64 83% 3% 80% 0% 0% 0% 78.4°C 0.9938V 15:18:03: 2000/2001MHz 5.54 96% 50% 45% 0% 0% 0% 79.9°C 0.9938V 15:18:23: 2000/2000MHz 5.10 84% 2% 81% 0% 0% 0% 80.3°C 0.9938V Querying ThreadX on RPi for thermal or undervoltage issues: 0100000000000000000 ||| |||_ under-voltage ||| ||_ currently throttled ||| |_ arm frequency capped |||_ under-voltage has occurred since last reboot ||_ throttling has occurred since last reboot |_ arm frequency capped has occurred since last reboot |
下面这个图表的显示可以看到,能达到的温度峰值在 80°C 左右。

在 1.5 GHz 时钟频率下对树莓派4 进行基准测试
让我们禁用超频重启,等待 CPU 温度稳定(这次大约是 51℃),然后再重启sbc-bench.sh:
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sudo /bin/bash ./sbc-bench.sh -c sbc-bench v0.6.9 Installing needed tools. This may take some time... Done. Checking cpufreq OPP... Done. Executing tinymembench. This will take a long time... Done. Executing OpenSSL benchmark. This will take 3 minutes... Done. Executing 7-zip benchmark. This will take a long time..../sbc-bench.sh: line 600: 5522 Killed taskset -c 0 "${SevenZip}" b -mmt 1 >> ${TempLog} ./sbc-bench.sh: line 600: 5783 Killed "${SevenZip}" b >> ${TempLog} ./sbc-bench.sh: line 600: 5928 Killed "${SevenZip}" b >> ${TempLog} ./sbc-bench.sh: line 600: 6057 Killed "${SevenZip}" b >> ${TempLog} Done. Checking cpufreq OPP... Done. It seems neither throttling nor frequency capping has occured. Memory performance: memcpy: 2662.5 MB/s memset: 3436.9 MB/s (0.4%) 7-zip total scores (3 consecutive runs): OpenSSL results: type 16 bytes 64 bytes 256 bytes 1024 bytes 8192 bytes 16384 bytes aes-128-cbc 62549.75k 76757.59k 83105.54k 84516.52k 85240.49k 85224.11k aes-128-cbc 62538.52k 76772.86k 83095.47k 84608.68k 85142.19k 85180.42k aes-192-cbc 56479.84k 67217.86k 72106.92k 73357.99k 73613.31k 73657.00k aes-192-cbc 56287.55k 67448.51k 71992.75k 73364.82k 73711.62k 73591.47k aes-256-cbc 50963.86k 60062.68k 63540.99k 64658.77k 64932.52k 64929.79k aes-256-cbc 50868.59k 60066.30k 63686.23k 64503.13k 64940.71k 64951.64k Full results uploaded to http://ix.io/2bo4. Please check the log for anomalies (e.g. swapping or throttling happenend) and otherwise share this URL. |
我一直都没有检测到降频,温度图表看起来也比较稳定,CPU 温度没有超过 66°C。

结论
KKSB 树莓派4 铝制外壳即使在超频时也能很好地冷却板子。外壳对WiFi信号基本没有影响,WiFi 可以正常工作,此外,外壳还为 GPIO 和 MIPI CSI/DSI 模块提供了开口以及安装孔。该款外壳在其网站上的售价是 31.92 欧元。如果你觉得这有点太贵了的话,KKSB树莓派 4 黑色和银色外壳也是由金属制成,价格则便宜很多,仅为 15.12 欧元。不过,这两款缺少用于冷却处理器的挤压件,因此你必须添加自己的散热器和冷却装置。
你还可以在eBay上找到更便宜的树莓派4 铝制外壳,但请注意,其中许多外壳可能都是带有风扇但缺少用于冷却处理器的挤压件、GPIO 和 MIPI 电缆的开口,并且可能会干扰 WiFi。所以购买时要确保外壳是否能满足你的需求。

文章翻译者:Taylor Lee,瑞科慧联(RAK)高级嵌入式开发工程师,有丰富的物联网和开源软硬件经验,熟悉行业主流软硬件框架,对行业发展动向有着敏锐的感知力和捕捉能力。