Raspberry Pi – máy tính đơn board linh hoạt – là lựa chọn tuyệt vời cho nhiều ứng dụng. Vì được thiết kế để "tháo lắp, sửa chữa", người dùng thường ép xung (overclock) để tăng hiệu năng. Tuy nhiên, ép xung dẫn đến quá nhiệt và hỏng hóc vĩnh viễn. Pi chạy khá nóng theo thiết kế, nhưng nếu ép xung để榨取 hiệu năng tối đa, bạn sẽ gặp rắc rối. May mắn là bạn có thể ngăn chặn bằng cách thêm giải pháp tản nhiệt đầy đủ.
Nguyên lý tản nhiệt như thế nào?
Thiết bị điện tử phát nhiệt. Nhiệt độ cao làm giảm hiệu năng, nên giữ mát là tối quan trọng. Có vài cách giá rẻ để đạt được. Thứ nhất là tản nhiệt được động (heatsink).
Heatsink là khối kim loại (thường là đồng hoặc nhôm) có nhiều răng tản nhiệt dọc từ mặt đáy. Nó được dán lên bộ phận phát nhiệt (CPU). Nhiệt được dẫn lên qua các răng, tỏa ra không khí, làm mát CPU.
Cách thứ hai: quạt (fan). Quạt hút nhiệt khỏi CPU và các bộ phận khác, hạ nhiệt độ tổng thể, cải thiện hiệu năng và ổn định.
Pi quá nóng sẽ xảy ra gì?
Rõ ràng nhiệt hại máy tính. Phơi nhiễu nhiệt độ cao lâu dài hỏng bo mạch chủ và linh kiện. Nếu không boot được Pi, khả năng cao CPU đã chết do quá nhiệt.
Pi được thiết kế chạy nóng khoảng 80°C. Nhưng khi đẩy tới giới hạn, nhiệt độ thường vượt xa ngưỡng này. Pi sẽ tự giảm tốc CPU (throttling) để tự làm mát – dẫn đến giảm hiệu năng. Tóm lại: tốt nhất là chạy chậm, tệ nhất là hỏng hóc vĩnh viễn.
Heatsink (Tản nhiệt bị động)
Heatsink cho Pi cực rẻ và lắp siêu dễ. Hai loại phổ biến: nhôm và đồng. Cả hai đều dùng được. Tuy nhiên, đồng dẫn nhiệt tốt hơn nhôm, truyền nhiệt nhanh hơn → tản nhiệt hiệu quả hơn. Nhược điểm: đồng đắt hơn, khó gia công hơn → heatsink đồng giá cao hơn nhôm.
Dán heatsink ở đâu?
Vì CPU, GPU... gộp trong SoC (System on Chip), ta tập trung làm mát thành phần này – nó phát nhiệt nhiều nhất. Có thể dán thêm cho chip RAM và bộ điều khiển Ethernet/USB, nhưng tăng hiệu năng không đáng kể. Chỉ giảm nhiệt độ 1-2 độ, nhưng cũng không hại.
Lắp heatsink rất đơn giản: đa số đã dán sẵn băng dẫn nhiệt dưới đáy. Chỉ cần xác định vị trí SoC và đặt heatsink lên. Tuy băng dẫn nhiệt tiện, khuyến nghị dùng keo dẫn nhiệt (thermal paste/grease) vì dẫn nhiệt tốt hơn.
Quạt (Fan)
Quạt phổ biến cho Pi là quạt case 30x30mm; cũng có kích thước khác. Kích thước phụ thuộc vào setup và case. Có case có sẵn quạt, case chính hãng Pi có nắp tháo lắp để gắn quạt.
Hút gió lạnh vào hay thổi gió nóng ra còn gây tranh cãi. Quan điểm chung: nếu Pi trong case kín, gắn quạt hút gió lên và ra ngoài. Nếu Pi để cắm, gắn tùy ý. Miễn là có luồng khí lưu thông, nhiệt độ sẽ giảm rõ rệt.
Cách lắp quạt
Mỗi quạt có hướng dẫn riêng; đa số gắn bằng vít và ốc. Quạt lấy điện từ chân GPIO. Để quạt quay: dây đỏ gán vào chân thứ 2 từ ngoài hàng chân GPIO bên ngoài; dây đen gán chân thứ 3 cùng hàng. Xong.
Tản nhiệt nước (Water Cooling)
Nếu từng lắp PC, bạn biết tản nhiệt nước. Nước truyền nhiệt tốt hơn không khí. Làm mát nước cho Pi thường "vô lý" (overkill) nhưng kit vẫn bán nếu bạn cần. Cảnh báo: nếu chọn nước, hãy làm theo hướng dẫn chính xác!
Với giải pháp làm mát đúng cách, bạn có thể ép xung Pi chạy các ứng dụng nặng như trình giả lập N64 trên RetroPie. Chỉ nhớ: khi GoldenEye chạy được, nhân vật Oddjob là "cấm dùng" (inside joke game thủ).