[Ergebnispräsentation] Temperatur und CPU Takt Logging bei verschiedenen Kühlvarianten

  • Ergebnisbericht über den Verlauf von Temperatur und CPU Taktfrequenz bei verschiedenen Kühlvarianten

    Einleitung

    Hier ein kleiner Ergebnisbericht über den Verlauf von Temperatur und CPU Taktfrequenz bei verschiedenen Kühlvarianten.

    Werte wurden mit folgendem Script erfasst und dokumentiert: https://github.com/Hofei90/kuehltest_wertelogging

    Testvarianten

    1. Gehäuse offen
    2. Gehäuse geschlossen
    3. Lüfter von Außen nach Innen
    4. Lüfter von Innen nach Außen
    5. ---
    6. Pi allein
    7. Passiv mit Aluminium Kühlkörper, offen
    8. Passiv mit Aluminium Kühlkörper im Gehäuse, offen
    9. Passiv mit Aluminium Kühlkörper im Gehäuse, geschlossen
    10. Aluminium Kühlkörper mit Lüfter von Innen nach Außen
    11. Aluminium Kühlkörper mit Lüfter von Außen nach Innen
    12. (Sondertest auf Wunsch) Passiv mit Aluminium Kühlkörper im Gehäuse, offen Dauer 10 Minuten
    13. Passiv mit Aluminium Kühlkörper im 3D Druck Gehäuse mit PWM Lüfter 100% von Außen nach Innen
    14. 3D Druck Gehäuse mit PWM Lüfter 100% von Außen nach Innen
    15. Kupfer Kühlkörper im 3D Druck Gehäuse mit PWM Lüfter 100% von Außen nach Innen
    16. Passiv mit Kupfer Kühlkörper im Gehäuse, offen
    17. Passiv mit Kupfer Kühlkörper im Gehäuse, geschlossen
    18. Kupfer Kühlkörper mit Lüfter von Außen nach Innen
    19. ---
    20. Flirc Gehäuse

    Testablauf

    Nach jedem Umbau der Kühlart wurde noch ca. 3-5 Minuten gewartet, um neue Idle Werte zu erhalten, welche mehr der neu gewählten Variante entsprechen.

    Anschließend wurde das Testskript gestartet.


    Dieses hatte folgende Einstellungen:

    Last wurde generiert mit stress: "stress -c 4 -i 1 -m 1 -t {}s".format(dauer_last)

    1. Idle für 45 Sekunden
    2. Last für 300 Sekunden
    3. Idle für 240 Sekunden

    System

    Raspberry Pi 4 4GB Version

    Offizielles Netzteil der Foundation für den Raspberry Pi 4

    OS: 2019-07-10-raspbian-stretch-lite

    Gehäuse inklusive Lüfter (Lüfterdaten: 5V, 0,16A, 30x30x8mm)

    Pakete wurden vor Testbeginn alle aktualisiert.


    Hardware

    Kurze Auflistung der verwendeten Komponenten im Test

    Gehäuse (Lüfter, welcher dort enthalten ist wurde auch verwendet)

    3D Druckgehäuse (Vielen Dank an dbv für den tollen Druck des Gehäuses)

    PWM Lüfter (Affiliate-Link)

    Aluminium Kühlkörper (Klebeschicht wurde entfernt und mit Wärmeleitpaste aufgesetzt)

    Kupfer Kühlkörper (Klebeschicht wurde entfernt und mit Wärmeleitpaste aufgesetzt)

    Wärmeleitpaste


    Raumtemperatur

    Die Rauminnentemperatur wurde von einer TFA Nexus Wetterstation erfasst. Die Temperatur während der Tests im Raum betrug minimal 25°C, durchschnittlich 25,5°C und maximal 26°C.

    Ergebnisse

    1: Gehäuse offen


    2: Gehäuse geschlossen

    3: Lüfter von Außen nach Innen

    4: Lüfter von Innen nach Außen

    6: Pi alleine

    7: Passiv mit Aluminium Kühlkörper, offen

    8: Passiv mit Aluminium Kühlkörper im Gehäuse, offen


    9: Passiv mit Aluminium Kühlkörper im Gehäuse, geschlossen


    kein Wärmebild verfügbar


    10: Mit Aluminium Kühlkörper mit Lüfter von Innen nach Außen


    11: Mit Aluminium Kühlkörper mit Lüfter von Außen nach Innen


    13: Passiv mit Aluminium Kühlkörper im 3D Druck Gehäuse mit PWM Lüfter 100% von Außen nach Innen


    14: 3D Druck Gehäuse mit PWM Lüfter 100% von Außen nach Innen


    15: Kupfer Kühlkörper im 3D Druck Gehäuse mit PWM Lüfter 100% von Außen nach Innen


    16: Passiv mit Kupfer Kühlkörper im Gehäuse, offen



    17: Passiv mit Kupfer Kühlkörper im Gehäuse, geschlossen



    18: Kupfer Kühlkörper mit Lüfter von Außen nach Innen



    20: Flirc Gehäuse


    Übersicht

    Kühlvariante RUNTERGETAKTET ZUM SCHUTZ
    CPUTEMP_MIN

    in °C
    CPUTEMP_MAX

    in °C
    CPUTEMP_AVG

    in °C
    max. CPUTAKT während Lastzeit

    in %

    CPUTAKT_AVG
    während Lastzeit

    in MHz
    Gehäuse offen
    ja 62 83 74,31 46,55 1233
    Gehäuse geschlossen
    ja 67 86 78,75 10,34 924
    Lüfter von Außen nach Innen
    nein 42 61 52,30 100 1500
    Lüfter von Innen nach Außen
    nein 47 71 59,22
    100 1500
    Pi alleine
    nein 54 80 67,87 100 1500
    Passiv mit Aluminium Kühlkörper offen
    nein 41 73 60,63 100 1500
    Passiv mit Aluminium Kühlkörper mit Gehäuse offen ja (ganz kurz)
    53 82 69,14 98,28 1492
    Passiv mit Aluminium Kühlkörper mit Gehäuse geschlossen ja 61 84 75,50 50 1250
    Mit Aluminium Kühlkörper mit Lüfter von Innen nach Außen nein 44 62 53,05 100 1500
    Mit Aluminium Kühlkörper mit Lüfter von Außen nach Innen nein 37 53 45,46 100 1500
    Mit Aluminium Kühlkörper im 3D Druckgehäuse mit PWM Lüfter 100%
    nein 34 46 39,77 100 1500
    3D Druck Gehäuse mit PWM Lüfter 100% von Außen nach Innen
    nein 37 54 45,48 100 1500
    Kupfer Kühlkörper im 3D Druck Gehäuse mit PWM Lüfter 100% von Außen nach Innen
    nein 36 50 43,03 100 1500
    Passiv mit Kupfer Kühlkörper im Gehäuse, offen
    nein 42 78 65,04 100 1500
    Passiv mit Kupfer Kühlkörper im Gehäuse, geschlossen
    ja 60 84 75,21 46,55 1224,43
    Kupfer Kühlkörper mit Lüfter von Außen nach Innen nein 40 57 49,46 100 1500
    Flirc Gehäuse
    nein 33 54 47,46 100 1500

    Grafana - variable Darstellung

    Alle Ergebnisse kann man sich absofort unter diesem Link auch in Grafana ansehen:

    Grafana

    Dort ist es möglich sich die Kurven ein und ausblenden zu lassen.

    Bei einem einfachen Klick auf den entsprechenden Namen -> Einzelansicht.

    STRG Taste bei Klick gedrückt halten um mehrere Kurven sich anzeigen lassen.


    Danke hierfür an Deaktiviert für die Bereitstellung des Servers!

  • Hofei

    Changed the title of the thread from “[Ergebnispräsentation] Temperatur und CPU Takt Logging bei verschiedenen Kühlvariaten” to “[Ergebnispräsentation] Temperatur und CPU Takt Logging bei verschiedenen Kühlvarianten”.
  • Nein, das wird nicht fest.

    Das war auch der Grund dass ich Wärmeleitpaste verwendet habe, da ich ihn somit nach dem Test wieder entfernen kann. Willst du ihn dauerhaft montieren würde ich mir Wärmeleitkleber kaufen.


    Ja, damit würd ichs probieren.

    Sry hatte zuerst Paste anstatt Kleber gelesen.

  • der Onkel Barnatt hat sich auf seinem YouTube-Kanal dem selben Thema angenommen (natürlich nicht ganz so professionell wie @Hofei :thumbup: )

    Habe ich vorhin auch entdeckt (: und sein Testscript dann etwas gepimped (Code im github). Damit kann man dann relativ schnell mal testen wie heiss denn die CPU der eigenen Raspi bei 100% und gegebener Kühlung so wird.


    Ein Run auf meiner Raspi3 (habe noch keine Raspi4 :no_sad:) sieht z.B. wie folgt aus:

    bzw wenn man sehen will wie die Temperatur schnell steigt



    Hofei Wie berechnest Du denn genau ob Throtteling eingesetzt hat? Das wuerde ich gerne auch noch einbauen. Ich habe gesehen dass Du

    Code
    1. vcgencmd measure_clock arm

    benutzt. Hier habe ich

    Code
    1. vcgencmd get_throttled

    gefunden aber von Dir nicht benutzt wird.

    "Really, I'm not out to destroy Microsoft. That will just be a completely unintentional side effect." Linus Torvalds, 28.9.2003

    >>> raspiBackup: Sichere Deine Raspberry regelmäßig im laufenden Betrieb <<<

    Edited 2 times, last by framp ().

  • Nö, dass hab ich nicht benutzt.

    Ich kenne den Zeitraum indem Stress aktiv ist, solange stress aktiv ist muss auch der Takt auf 1500MHz sein. Sollte er innerhalb dieser Zeit zurück gehen, gehe ich von einem Temperaturproblem aus.


    Ist ja auch gut zu sehen, dass bei einer aktiven Kühlung der Takt kein einziges Mal einbricht, beim Gegenextrem mit einem geschlossenen Gehäuse ständig.


    Apropo geschlossenes Gehäuse, das offzielle Gehäuse der Foundation fällt für mit beim neuen Pi defintiv raus

  • Hallo,


    die Ergebnisse zeigen mir, dass das, was ich seit dem Raspberry Pi 4 auch so praktiziere, am vernünftigsten scheint:


    Raspberry Pi 4 mit großem Kühlkörper und aktiver Kühlung in gut belüftetem Gehäuse. Den Noctua NF-A4x10 5V benutze ich auch, weil er so schön leise ist.


    Bei weniger prozessorintensiven Einsatzgebieten, brauche ich auch keinen Raspberry Pi 4. Du tut es auch ein Pi 3+ oder 3 (Mein DAB+ Radio betreibe ich z.B. noch mit einem Pi 2. Mit einem 3er oder 4er würde das auch nicht besser laufen).


    Grüße

    Mark

  • Hofei ich habe mir das mit get_throttled mal genauer angesehen und dazu auch ein kleines Script geschrieben welches die Throtteling Bits analysiert. Dann braucht man nicht indirekt ueber den Takt ein Throtteling folgern. Ausserdem wird dort unterschieden zwischen arm frequency capped und throttled.

    Ausserdem gibt es Flags die erst beim reboot resetted werden. D.h. man kann jederzeit feststellen ob seit dem letzten Boot schon mal irgendeine Throttelingsituation eingetreten ist.


    Ich denke aber nicht dass Du Deine aufwaendige Testreihe noch mal mit den Throttelingbits durchfuehren musst. Wichtig ist ob die CPU ab 80°C gecapped wird. Ob dann spaeter bei > 85°C noch gethrottled wird ist da eher uninteressant. Aber falls Du Lust und Zeit hast :shy: das noch bei Dir einzubauen hilft Dir sicherlich das Script sowie die Links unten ;)


    Das Script ist aber ganz nett um zu testen ob seit dem Boot schon mal eine oder mehrere CPU captions oder sogar throtteling Situationen eingetreten sind. Im folgenden Beispiel sieht man dass meine Raspi3 schon mal die CPU gecapped hat.

    Code
    1. pi@raspberrypi-buster:~ $ ./check_throttled.sh
    2. Throttling in hex (bits reset on boot): 0x20000
    3. Bit 17 set: Arm frequency capped has occurred
    4. Throttling in hex: 0x20002 (bits reset every call)

    Links:

    1) Reset der Throttelingwerte

    2) Bedeutung der Throttelingwerte

    "Really, I'm not out to destroy Microsoft. That will just be a completely unintentional side effect." Linus Torvalds, 28.9.2003

    >>> raspiBackup: Sichere Deine Raspberry regelmäßig im laufenden Betrieb <<<

  • Bei weniger prozessorintensiven Einsatzgebieten, brauche ich auch keinen Raspberry Pi 4. Du tut es auch ein Pi 3+ oder 3 (Mein DAB+ Radio betreibe ich z.B. noch mit einem Pi 2. Mit einem 3er oder 4er würde das auch nicht besser laufen).

    Hie rbeim Radio genauso, der 2 braucht deutlich weniger Strom und wird nicht großartig warm

  • #1 ergänzt um folgende Punkte:

    Testvarianten 13-18:

    • Passiv mit Aluminium Kühlkörper im 3D Druck Gehäuse mit PWM Lüfter 100% von Außen nach Innen
    • 3D Druck Gehäuse mit PWM Lüfter 100% von Außen nach Innen
    • Kupfer Kühlkörper im 3D Druck Gehäuse mit PWM Lüfter 100% von Außen nach Innen
    • Passiv mit Kupfer Kühlkörper im Gehäuse, offen
    • Passiv mit Kupfer Kühlkörper im Gehäuse, geschlossen
    • Kupfer Kühlkörper mit Lüfter von Außen nach Innen

    Auflistung der Hardwarekomponenten

    Screenshots für neue Messungen ergänzt

    Alle neuen Varianten sind auch wieder in Grafana verfügbar

  • In diesem Falle ja, wobei Kupfer die bessere Wärmeleitfähigkeit besitzt als Aluminium.

    Nur meine gekauften Kupferkühlkörper haben keine "tiefen Kühlrippen", wodurch wohl der verwendete Aluminium Kühlkörper wieder besser ist.


    Hier kommt es natürlich sehr stark auf das einzelne verwendete Modell an.

  • Hallo,

    sorry du hast natürlich vollkommen Recht, das Readme blieb mal wieder vollkommen auf der Streck. Das werde ich im nächsten Monat mal nachholen :thumbup:


    Für dich:

    Installieren der Abhängigkeiten:

    sudo apt update

    sudo apt install stress

    pip3 install --user psutil toml peewee

    Clonen des Repository:

    git clone https://github.com/Hofei90/kuehltest_wertelogging.git


    cd kuehltest_wertelogging

    git submodule init

    git submodule update

    Config Datei erstellen, Vorlage gibt es unter vorlage_config.toml

    Es bietet sich aber an, meine Werte zu übernehmen um direkte Vergleiche anstellen zu können:

    nano config.toml

    Code: config.toml
    1. token = false # None = Deaktiviert
    2. telegramids = false # Telegramids zur Benachrichtigung
    3. # Index 0: 0=Idle, 1=Last
    4. # Index 1: Testdauer in Sekunden
    5. ablauf = [[0, 45], [1, 300], [0, 240]]

    Ausführen des Skriptes:

    python3 kuehltest.py

    Ergebnisse finden sich in kuehltest_log.db3

  • Ich habe gerade das auch mal versucht, aber irgendwie komme ich nicht weit:

    Die Voraussetzungen stimmen auch:

    Trotzdem die obige Fehlermeldung, fehlt mir da noch etwas? Hofei , Deine Vorlage habe ich übernommen.


    MfG


    Jürgen


    der die Kühlkörper "Armor" hat, und auf "FLIRC Case" und "Argon ONE Case" wartet.

    Jahrelang wurde gesagt: Das geht nicht, das gibt es nicht und das war schon immer so.
    Und dann kam einer, der wusste das nicht, und hat es dann einfach gemacht.

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