动手回顾：用于树莓派的GemPro外壳

如果你有过Raspberry Pi 4的使用经验，特别是在它发布的时候，你可能已经意识到这一代的Raspberry Pi在适度的负载下会变得相当舒适。这最初导致了一些相当疯狂的主动冷却设计在市场上的树莓派4。

虽然许多困扰Raspberry Pi 4的散热问题已经通过固件更新得到缓解，以显著降低空闲和中等负载时的功耗，但Raspberry Pi 4在较高负载下仍然会变得酷热。这会导致ARM四核芯片组通过使用动态频率调整(DFS)和动态电压调整(DVS)降低性能来保护自身。DFS和DVS是用于降低芯片组性能以降低结温的方法，通常简称为热节流。在树莓PI 4上，这种热节流大约在80°C左右开始。

考虑到这一点，当我们听说树莓PI有一种被动冷却解决方案，可以将温度保持在足够低的水平，以防止库存速度下的热节流时，我们有点怀疑。话虽如此，我们还是对GemPro的案例进行测试，看看它是否如其声称的那样。

表壳本身由锻造或铸铝制成，当装载覆盆子PI和SD卡时，重量惊人地高达262.7克。这一分量是一个好迹象，增加了相当多的准确性，以支持与此案有关的说法的冷却能力。简单地说，这种类型的被动冷却箱使用整个外壳本身作为散热器，因此，材料和表面积越大，冷却潜力就越好。

外壳由两个主要部件组成，它们拧在一起，都有喷砂纹理的表面。外壳的顶部有一个图案，看起来像是磨进了表面，有点像一条鹅卵石小路，这无疑使设计看起来很独特。

微型HDMI、音频和USB-C连接器的孔被精密切割到存储模块的侧面，并且微型HDMI输入周围没有凹槽，以容纳某些微型HDMI连接器上的过度成型。虽然这可能会在许多类型的微型HDMI电缆上工作得很好，但我们的电缆很难实现可靠的连接。撞击电缆将导致屏幕上的图像丢失。这也可能是电缆的问题，而不是存储模块的问题，但当然值得一提的是。

然而，有几件事是我们希望看到的。第一种是一些防滑橡胶脚。箱子底部的螺丝是沉头的，所以它们与箱子平齐，不会刮伤您的桌子表面，然而，我们认为橡胶脚将它保持在您的桌子表面上，这将是一个很好的补充，既可以让箱子下面的空气流动，也可以让箱子上方的空气流通。

这也将是很好的有一些预先攻丝安装孔在后方或底部的情况下，这样你就可以安装外壳。这将使创建VESA支架变得容易得多，例如，它将允许您将Raspberry PI安装到您的显示器或电视机的背面。

我们注意到的最严重的问题是GPIO接头在外壳的下侧断开，需要以奇怪的角度操作连接的电缆才能离开机箱。这似乎有点事后的想法。

最后，虽然组装相当简单，但是包含的说明可以让您轻松地进行。

这个外壳在使用前需要稍微组装一下。它有两个机械加工的铝块，旨在从树莓PI的不同区域吸收热量，并进入外壳本身的铝中。这些块通过热糊剂连接到外壳上。

这是GemPro外壳与我们在Raspberry PI 4中看到的一些更极端的主动冷却方法之间的一个重要区别。一些流行的主动冷却设计仅用于冷却处理器本身。然而，如果我们观察树莓PI的温度，我们可以看到有几个区域在负载下变热。大的白色正方形是最热的区域，达到75°C，这并不令人惊讶的是Broadcom BCM2711处理器。

我们还可以看到USB-C输入接口旁边有一个热点。PCB的这一部分是MaxlineMxL7704电源管理集成电路(PMIC)和随附的电感器。该IC负责向处理器和相关硬件提供调节电源。正如我们从热像中看到的那样，在正常操作下，这些温度很容易达到70°C左右的温度，这会随着超频而增加，如果您像这个调节器那样从GPIO汲取很大的电流，那么就会承受更大的压力。

GemPro外壳有一个L形块，它连接到这个区域和主处理器。

GemPro还配备了一个较小的方形模块，可连接VI Labs VL805USB控制器。有趣的是，这在热像中并没有显示出太热，然而，如果你运行几个USB设备，芯片很可能会变得非常热。因此，有附加物是非常好的。

总而言之，该案例似乎涵盖了所有的要求，以保持树莓PI平稳运行，而不是热节流。话虽如此，证据就在结果中，我们渴望让案件通过它的步调。

为了彻底测试外壳并根据结果得出有意义的结论，我们需要一种方法来测试外壳的热性能。为此，我们创建了一个全新的Raspberry PI OS SD卡，并安装了Stressberry程序，可从https://pypi.org/project/stressberry/获得。

该程序将允许我们模拟处理器上的负载一段预定的时间，并将过程中的温度绘制成图表。这将向我们展示覆盆子PI 4在环境温度之上的温度有多高，因此，可以用来衡量特定围栏的有效性。

为了将变量降至最低，我们将办公室的空调设置为25°C，并确保测试中的设备不在打开的门或空调设备的任何通风路径上。

Stressberry测试将加载处理器，使其在30分钟内达到最大负载。测试前、后5分钟测量并显示怠速温度，显示怠速温度及恢复情况。

我们的第一步是获得一个基线结果，我们可以用它来衡量有效性。为此，我们测试了树莓派4没有任何冷却或外壳和库存速度。

正如我们所看到的，处理器温度在空闲时开始时约为47°C(高于环境22°C)，在空闲时上升了1到2度。当施加负载时，温度迅速上升到80°C，设备会对处理器进行热节流，以防止损坏。在施加负载的15分钟内，树莓PI已达到80°C。一旦从处理器移除负载，温度迅速下降到60°C，然后在空闲约5分钟后达到52°C。

基线测试完成后，我们将相同的Raspberry PI安装到GemPro机箱中，并重复完全相同的测试。这产生了以下结果。

使用GemPro的情况下，我们的空闲温度在30°C已经显著降低，仅比环境温度高5°C。当施加负载时，温度最高可达36°C左右。满载15分钟后，温度已达到比环境温度高出约43°C或18°C的最高温度。这比树莓PI 4在空闲时没有任何冷却的情况下要冷却5°C！一旦卸下负载，处理器的温度将从最高温度43°C迅速降至约37°C，并保持该温度直到测试结束。

这是令人难以置信的兴奋，因为我们没有想到被动冷却的外壳会产生如此显著的冷却效果。该装置远未达到导致热节流的温度，仅比环境温度高18°C。这促使我们为树莓Pi 4尝试了一种极端的主动冷却方式，这是一款来自Seeed工作室的ICE塔式冷却器。

用这个怪兽固定在树莓PI上，在相同的测试条件下，我们获得了以下结果。

正如我们所看到的，在空闲时，冰塔使树莓PI 4比GemPro外壳略有降温。在满载时，它的温度仅比被动冷却的GemPro低5°C左右。

这个结果完全是令人震惊的，完全不是我们预期的实验结果。这让我们思考如果我们延长测试时间会发生什么。GemPro机箱是否会继续升温？为此，我们将测试修改为满负荷运行1.5小时。这项测试产生了以下结果。

我们可以看到，GemPro在满负荷工作了一个半小时后，能够在45°C左右的最高温度下保持处理器的冷却能力。

坦率地说，这真是令人惊叹。这促使我们看看我们可以在多大程度上推动案件和硬件的发展。我们知道我们必须做什么。是时候给处理器超频了，看看我们能把它推到什么程度！

重要说明：超频您的树莓PI将使您的保修无效，并可能潜在地损坏设备。我们不建议您这样做，除非您接受此风险。

我们超频的树莓PI 4到2 GHz(500 MHz比库存速度增加)，并重复了之前30分钟的满载实验。这产生了以下结果。

正如预期的那样，这对树莓PI 4的热性能有明显的影响。我们可以看到，在空转时，温度现在约为35摄氏度，比库存速度高出约5摄氏度，比环境温度高出10摄氏度。一旦施加负载，温度就会达到比库存速度高出约58°C或15°C的最高温度，比环境温度高出33°C。

这简直令人惊叹，这意味着，即使在最恶劣的情况下，GemPro表壳也可以让您的Raspberry PI处理器、电源管理和USB控制器保持冷却，即使在严重超频的情况下也是如此。

更令人惊讶的是，它可以静默地完成这项工作，而不需要为其他电路(如风扇)供电。如果您在市场上寻找一种机箱，以默默地保持您的PI凉爽，特别是如果您想超频以挤出更多的性能，那么这个案例当然值得一看。

一个潜在的问题，金属外壳为您的树莓PI是糟糕的WiFi性能。金属外壳会衰减传入的WiFi信号，导致性能下降和丢失。

我们在Gem Pro外壳中使用www.speedtest.net等网站和下载大文件的方式在我们的Raspberry PI 4上测试了WiFi连接。将结果与不使用盘柜执行的相同测试进行比较时，下载速度没有显著或明显下降。

GemPro外壳是任何正在为他们的树莓PI寻找被动冷却外壳而又不影响冷却能力的人的理想选择。如果您想要一个被动冷却的外壳来保持您的树莓PI 4的凉爽(超频或非超频)，那么我们非常有信心这个外壳会给您留下深刻的印象。

“嗨，伊恩，谢谢你的评论。就像现在一样，传感器是硬连线的，安装在……“。

“关于温度传感器有一个问题。能不能把它装在一块单独的板上，这样……“

您好，Ed，我只是想澄清一下，您使用的array_fix软件与...