树莓派4又出篓子了,这次的电路工程师饭碗怕是不保了...

面包板社区 2019-07-20 11:00


上周树莓派 4 (Raspberry Pi 4)因为一个电阻导致USB-C 接口不兼容的新闻刷屏了极客圈,没想到一个星期后又有新的设计问题被爆出。



新发布的Raspberry Pi 4号称有入门级 PC 水平:博通  BCM2711 SoC,四核64位的ARM Cortex-A72架构CPU,主频达1.5GHz,与上一代相比性能提升3倍;支持4G内存,USB 3.0、千兆以太网、WiFi 802.11ac、蓝牙5.0、双屏4K输出、USB-C供电,性能简直炸裂!

但,它很快被发现有散热问题。

早前社交媒体上就有人声称自己的 Raspberry Pi 4 发热严重。这次程序员Jeff Geerling记录了明确的数据。

Jeff Geerling在博客文章中解释了为什么新的Raspberry Pi 4需要风扇。前几代 Raspberry Pi 都没有不需要配备风扇或散热器,但这一代性能上的提升带来了散热问题。

Geerling写道:“即使在正常负载下,单板的 CPU /SoC 不仅会变得非常热,而且电路板上的许多其他部件会有些烫手。闲置5分钟后,他记录了CPU /SoC 约为60度,并且在使用USB端口时它上升到60 到 70 度范围。如果执行一些 密集工作,SoC 很快会出于保护目的而降频。



Raspberry Pi 4热红外图像(图源:Jeff Geerling的博客


Geerling继续写道,“如果只是进行极轻的浏览,阅读维基百科等,它可能不会达到它限制的程度。但是观看视频,滚动浏览更复杂的网站以及频繁切换应用程序会使CPU达到80°C,特别是如果它在没有通风的塑料盒内关闭的话。

Raspberry Pi 4使用vcgencmd测量到80摄氏度的CPU:


为了降温,Geerling在Raspberry Pi 4的电路板上方安装了从电商平台购买的风扇Pi-Fan,接口可以直接插入Pi的GPIO引脚,并在树莓派官方购买的保护盒顶部中心开了孔。



装完风扇后,同样负荷使用Raspberry Pi 4,温度降到了60度,CPU没有出现降频。

有人评论说,树莓派4的散热跟电路设计有很大关系。

据悉,树莓派4 的BCM2711 SoC 基于28nm工艺。

社交媒体上有人认为,从40nm到28nm是一个很好的改进,但无法弥补4倍的性能提升。过去3 - 4年中所有的中端手机都是以一半的功耗提供这种水平的性能,所以他们应该优化SoC和板载所有其他芯片的功耗。

另一位网友则认为,35美元的价格,是为什么设计者他们没有采用更高光刻工艺的原因,因为每片芯片的成本更高。如果想要更高的性能和更低的功耗,就需要支付更高的价格,而这不是树莓派4的设计目标。

所以设计问题究竟出在哪里?有没有大神来扒一扒树莓派4电路板?

树莓派4电路板原理图(图源:树莓派官网)



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