A Raspberry pi 4 in PowerMac G4 Cube case. -> RPi4 Cube!
It’s the best passive cooling for Raspberry pi 4!
G4 Cube ケースに収める適当なpi 4 ケースを探していて、Amazon で見つけたのがLOTW ケース。
このケースの利点
- 比較的安価
(２千円未満) - 熱伝導性の良い総アルミニューム合金製ケース
- ケースが直接チップと接触 (３チップ)
- フラットな直方体外形
- 開口部が非常に少ない
- 高級感もチープさも無い、質実剛健な程よい仕上げ
- 底面フラットでネジ頭が飛び出していない
まさに私の今回の目的にピッタリなケース！
Eleduinoケースに比べて高さがある。
これが今回思わぬメリットとなった。
詳細は後述。
チップからケース天板へ熱を逃がす設計。
ケース外殻の肉厚もそれなりにあって、全くたわみ感等感じられない。
手にした際のヒンヤリ感から、良く冷えそうな予感がした。
チップ高さの違いが考慮されていて設計が良い。
先にケース下部にpi 4ボードを設置するんだけど、マイクロSDカードが刺さっていると、引っかかって納める事が出来なくて少々焦った。
マイクロSDカードを抜いたら、すんなり設置できた。
ネジ頭が飛び出さない様に少し深くなっているのが良い。
足のシールを貼らなくてもネジが机等を傷つける事が無い。
しいて言えば、ネジの色は銀色では無くて黒色の方が目立たなくて良かった。
各端子部分と底面の壁掛けフック用の穴意外には、開口部として狭いスリットが２カ所だけ。
RPi4 基板上の電源オンを示すLED がマスクされているのが若干残念。
今回は必要無いけれど、一般的に使用する場合は電源状況が判り辛い。
天板は全くのフラットなので接着性が高そうで良い。
サーマルパッドは流用。
一応サーマルパッドは補助的な期待で、真ん中テープの箇所からの熱伝導が本命。
熱が最短でG4 Cube ヒートシンクに渡るように天板側を下にして設置。
ケース自体に少し高さがあり、上下反対に設置した為に、各ポートやマイクロSDカードへのアクセスが容易になった。
特にマイクロSDカードの抜き差しがとても楽になって嬉しい。
思わぬメリット。
最初両面テープの粘着力に期待したが、ケーブル等に力が掛かるとケースがズレて外れてしまう事が判明したので、結束バンドで固定する事にした。
手持ちの結束バンドの長さが足りなかったので、２本を連結して固定。
G4 Cube にシャーシを入れると、上写真の下側が上面となる。
廃熱性能計測結果
オープン環境での廃熱性能
まずはLOTW ケース単体での冷却性能を知るために、オープンスペースにて廃熱性能を計測した。
連続して５回負荷をかけて、最高温度が６７℃。
このまま裸で運用しても遜色無いレベルの冷却性能。
LOTW in ope space (連続１回目) USB SDD、LAN 接続
temp=41.0'C
temp=52.0'C
temp=55.0'C
temp=57.0'C
temp=58.0'C
temp=60.0'C
temp=60.0'C
temp=61.0'C
Elapsed Time: 10:20
LOTW in ope space (連続２回目) USB SDD、LAN 接続
temp=60.0'C
temp=62.0'C
temp=63.0'C
temp=63.0'C
temp=63.0'C
temp=64.0'C
temp=63.0'C
temp=64.0'C
Elapsed Time: 10:19
LOTW in ope space (連続３回目) USB SDD、LAN 接続
temp=64.0'C
temp=64.0'C
temp=65.0'C
temp=66.0'C
temp=66.0'C
temp=66.0'C
temp=65.0'C
temp=65.0'C
Elapsed Time: 10:19
LOTW in ope space (連続４回目) USB SDD、LAN 接続
temp=65.0'C
temp=64.0'C
temp=65.0'C
temp=67.0'C
temp=66.0'C
temp=65.0'C
temp=67.0'C
temp=65.0'C
Elapsed Time: 10:20
LOTW in ope space (連続５回目) USB SDD、LAN 接続
temp=66.0'C
temp=66.0'C
temp=67.0'C
temp=67.0'C
temp=65.0'C
temp=66.0'C
temp=66.0'C
temp=66.0'C
Elapsed Time: 10:19負荷テスト中、ピーク温度に達した際に天板は指で触れ続けられない程熱を持っていた。
オープン環境で使うにしても、他の物と接触しないような配慮が必要。
（上に物を置かない！）
G4 Cube ケース搭載後の廃熱性能
連続して５回負荷をかけて、最高温度が５９℃。
単体でも遜色の無い冷却性能だったが、G4 Cube ケースにいれたらピーク温度を１０℃近く低下する事が出来た。
やはり巨大ヒートシンクの恩恵は大きかったようだ。
LOTW in G4 Cube ケース (連続１回目) USB SDD、LAN 接続
temp=39.0'C
temp=50.0'C
temp=53.0'C
temp=53.0'C
temp=54.0'C
temp=54.0'C
temp=56.0'C
temp=55.0'C
Elapsed Time: 10:19
LOTW in G4 Cube ケース (連続２回目) USB SDD、LAN 接続
temp=54.0'C
temp=55.0'C
temp=55.0'C
temp=56.0'C
temp=56.0'C
temp=56.0'C
temp=56.0'C
temp=56.0'C
Elapsed Time: 10:20
LOTW in G4 Cube ケース (連続３回目) USB SDD、LAN 接続
temp=56.0'C
temp=57.0'C
temp=56.0'C
temp=56.0'C
temp=57.0'C
temp=56.0'C
temp=57.0'C
temp=57.0'C
Elapsed Time: 10:19
LOTW in G4 Cube ケース (連続４回目) USB SDD、LAN 接続
temp=56.0'C
temp=58.0'C
temp=58.0'C
temp=57.0'C
temp=57.0'C
temp=58.0'C
temp=58.0'C
temp=58.0'C
Elapsed Time: 10:19
LOTW in G4 Cube ケース (連続５回目) USB SDD、LAN 接続
temp=58.0'C
temp=58.0'C
temp=58.0'C
temp=58.0'C
temp=58.0'C
temp=58.0'C
temp=58.0'C
temp=59.0'C
Elapsed Time: 10:19
結論
このLOTW ケース はG4 Cube ケースに入れて、サーバー用途として用いるには必要十分以上、ほぼ理想的な製品。
夏になって外気温が上昇しても問題無さそうなマージンがある。
このままサーバー用として使い続ける事にした。
サーバーはハードウェアへ煩雑に手を加えたくない。なので、これは当分構成をフィックスして、ハードウェア検証用に別途Raspberry pi 4 を購入する事にした。