Braucht der Raspberry Pi 5 einen Kühler? Ich habe es ausprobiert & gemessen!

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Der Raspberry Pi 5 wurde vorgestellt und mit ihm zusammen auch ein aktiver Kühler - erstmals in der Geschichte des Einplatinencomputers. Da er als Zubehör angeboten wird, während X86 PCs/Notebooks meistens mit Kühler & Lüfter ausgeliefert werden, fragt ihr euch sicherlich: Brauche ich den Kühler? Wenn ja, für welche Anwendungszwecke und für welche nicht? Dieser Beitrag fasst alles zusammen, was ihr zur Kühlung beim neuen Raspberry Pi 5 wissen solltest. Ich habe mir außerdem angeschaut, wie heiß er in verschiedenen Szenarien jeweils ohne Kühlung und aktiv/passiv gekühlt wird. So kannst du entscheiden, ob Kühlung für dich notwendig ist, oder du darauf verzichten kannst.

Zum kompletten Beitrag im U-Labs Portal

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Kommentar von @jannes_schmid:
Hat schon jemand Erfahrung damit, ob der Standard-Lüfter hörbar ist? Ich will meinen neuen Raspberry nämlich in meinem Zimmer laufen lassen, in dem ich auch schlafe.

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Wurde im Beitrag erwähnt: In der ersten Stufe (>50°C) unhörbar, selbst direkt am Gerät. Erst mit steigender Temperatur nimmt man ihn zunehmend wahr. Auf voller Stufe ist er relativ laut, sodass man ihn auch mit leichten Hintergrundgeräuschen (bei mir z.B. Lüfter von der Lampe) und einem guten Meter Abstand deutlich surren hören kann. Beim Start dreht er für einige Sekunden auf Vollast auf, wie es viele X86 PCs auch machen, um hauptsächlich Staub raus zu blasen. Kurz darauf greift die Temperatursteuerung, d.H. er wird in der Regel ausgehen, bis entsprechend Last kommt, die ihn über 50 Grad bringt.

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Kommentar von @andreabc1469:
wenn ich den Raspi nicht auf Volllast laufen lassen möchte brauche ich auch nicht den Raspi5, da reicht ein Raspi 2 oder 3

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Der Raspberry Pi 5 lohnt sich nicht nur, wenn er auf Vollast laufen muss. Beim Surfen zum Beispiel ist er von Vollast deutlich entfernt, genau deswegen ist das dort ohne größere Verzögerungen möglich. Beim Vorgänger fühlte sich das deutlich zäher an, weil der beim Laden und Rendern auf Anschlag war. Tendenziell profitiert man von der Leistung natürlich dann, wenn man Aufgaben hat, die entweder sehr Last verursachen oder schlichtweg schneller abgeschlossen sein sollen. Um sehr schlanke Software laufen zu lassen, Messdaten von einem Sensor zu holen und ähnliches spielt das keine große Rolle. Dafür reicht in der Tat eines der Vorgängermodelle oder ein Zero.

Selbst wenn man Leistung braucht, ist das ein weites Spektrum: Kurzzeitig hohe Last für eine bestimmte Aufgabe ist etwas anders, als größere Videos umzuwandeln, umfangreiche Softwareprojekte zu kompilieren usw. Kommt daher stark auf den jeweiligen Anwendungszweck drauf an.

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Kommentar von @dataandroid2036:
Moin, kann man die Temperaturen zu denen der Lüfter aktiviert wird einstellen?
Grüße

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Hi, es gibt keine offizielle Einstellung dafür. Die Stufen lassen sich über die Datei /sys/class/thermal/cooling_device0/cur_state überschreiben:

# Volle Drehzahl
echo '4' | sudo tee -a /sys/class/thermal/cooling_device0/cur_state

Allerdings werden diese von der Firmware kurz darauf wieder überschrieben. Mit pinctrl kann man diese eingeschränkt umgehen, allerdings nur um den Lüfter abzuschalten oder auf voller Leistung laufen zu lassen. Ohne weiteres hat man also eine volle Kontrolle über den Lüfter. Wenn man mehr Zeit reinsteckt, wird sich bestimmt ein Weg finden - beispielsweise mit einem ungepatchten Kernel. Ob sich der Aufwand lohnt, ist eine andere Frage. Ich habe das mit ein paar Beispielen im Portal-Artikel ergänzt.

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Kommentar von @dataandroid2036:
Wäre es nicht besser beim offiziellen Kühler alle 5 Bausteine auf dem Board mit Wärmeleitpads auszurüsten?
Grüße

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Theoretisch ja. Praktisch haben die Chips verschiedene Aufgaben, z.B. ist der RP1 "nur" für I/O zuständig. Je nachdem entsteht mehr oder weniger Abwärme. Ohne das nachgemessen zu haben, sehe ich keinen Grund, warum das da großartig anders sein soll, als auf jedem X86 Board. Auf denen entsteht die meiste Abwärme beim Prozessor. Der Chipsatz hat oft noch zumindest einen passiven Kühler, manche Boards haben zusätzlich einen kleinen Lüfter - gerade die X570 Boards für den AMD A4 Sockel konnten eine Zeit lang nur aktiv gekühlt werden. Ansonsten ist da nicht viel. Schnelle M2 SSDs haben in den neuen Generationen einen Kühlkörper, dedizierte Grafikkarten auch. Trifft beides auf den Raspberry Pi nicht zu, der hat eine (im Vergleich mit X86 Hardware) schwache GPU und keinen Flashspeicher. Selbst wenn der über einen HAT kommt, steht nur eine PCIe-Lane zur Verfügung. Die reizt nicht mal ältere M2 SSDs aus, sodass hier so schnell kein weiterer Kühlkörper nötig wird. Ähnlich wie X86 Mainboardhersteller auch wird man beim Raspberry Pi Messungen durchgeführt haben und zu dem Ergebnis gekommen sein, dass die anderen Chips ohne Kühlung klar kommen.

Schlussendlich ist es immer eine Kostenfrage, weswegen man schaut, nur dort zu kühlen, wo es notwendig ist. Das ist ebenfalls der Grund, warum der offizielle Kühler nicht zum Lieferumfang gehört. Er würde den Raspberry Pi 5 für jeden teurer machen, selbst für jene, die ihn gar nicht ausreizen und daher auf externe Kühlung komplett verzichten können. Die Frage ist immer: Was ist den Aufpreis wirklich wert? Es gibt schon länger Diskussionen, dass sich der RPI von seinem ursprünglichen Ziel mit einem universellen 35$ Bastelcomputer entfernt. Das lässt sich nicht ganz von der Hand weisen. Wenngleich dies fairer weise aktuell auch produktionstechnische Gründe hat. Günstigere 1/2GB Editionen sind geplant, womit man vermutlich wieder in Richtung 50€ kommen wird.

Dennoch werden mit jedem Extra Pi & Zubehör teurer. Eben Upton wägt so was daher gründlich ab und es hat dementsprechend gedauert, bis z.B. Kühler & PCIe offiziell Einzug gehalten haben. Oder der Kühler. Aus meiner Sicht hätte man bereits beim Raspberry Pi 4 passive Kühlkörper offiziell anbieten sollen. Oder zumindest auf entsprechend geprüftes Drittanbieter-Zubehör hinweisen. Beim RPI5 wurde das Thema durch den deutlich stärkeren Prozessor noch größer und war damit nicht mehr zu ignorieren.

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Kommentar von @vornamenachname9712:
War das Youtube-Video im Vollbildmodus?