Un an après la sortie de la v4 de son Single Board Computer (SBC), la fondation Raspberry Pi a évoqué ses problèmes de surchauffe... du bout des lèvres. Pourquoi ? Parce qu'elle mettait en vente un système de refroidissement. Mais comme on pouvait le craindre, ce produit n'a que peu d'intérêt.
Lancé en 2006, le projet Raspberry Pi a révolutionné l'informatique grand public. Après six ans de conception et quelques mois de test d'une version alpha, une première carte était mise en vente en 2012. Pour quelques dizaines de dollars, on pouvait se payer un ordinateur (presque) complet exploitant un SoC ARM. Une première.
L'objectif était à l'époque de fournir un ordinateur basique pour découvrir l'informatique. Une opportunité incroyable pour le monde du libre qui gagnait là un véritable porte-étendard. 8 ans plus tard, plus d'une dizaine de cartes ont été mises sur le marché et les Raspberry Pi sont partout. Plus de 30 millions d'unités ont été vendues. Elles ont donné naissance à des milliers de projets de par le monde, facilitant l'accès au numérique.
Chaque révision est l'occasion d'améliorer caractéristiques et performances. Si la fondation Raspberry Pi propose ses accessoires officiels, elle a toujours travaillé ses produits de manière ouverte, laissant le champ à tout un écosystème, parfois très inventif. Elle assure aussi, en général, une compatibilité d'une génération à l'autre.
Mais avec le Raspberry Pi 4, quelque chose s'est cassé. Le produit a connu de nombreux ratés que l'équipe peine encore à reconnaître ouvertement. Au point même d'annoncer des « patchs » matériels sans aucun sens. La récente annonce du Pi Case Fan en est le parfait exemple. Nous l'avons commandé pour le tester.
Une surchauffe, quelle surchauffe ?
Commençons par revenir sur un point essentiel pour la suite : le SoC du Raspberry Pi 4 chauffe plus qu'il ne peut l'encaisser. Dit plus concrètement : si vous le faites fonctionner à plein régime en laissant la carte à nu, tel qu'elle est vendue, la température dépassera rapidement les 80°C.
La fréquence de fonctionnement sera alors drastiquement réduite, les performances avec. Lors de nos premières analyses en juillet 2019, peu après l'annonce de sa commercialisation, on passait de 1,5 GHz à 600 MHz. Quelques minutes suffisaient à atteindre ce résultat. Un problème qui ne touchait pas ses prédécesseurs.
Mais selon la fondation Raspberry Pi, ce problème... n'existe pas. Quelques mois après la sortie de sa carte, elle avait déjà balayé les critiques d'un revers de main évoquant un nouveau firmware qui venait améliorer la situation et résoudre le problème, selon elle. Au lancement du Pi Case Fan elle y est allée de son billet de blog, y évoquant ses choix de conception et défis, diffusant au passage un graphique :
Officiellement, le Raspberry Pi 4 ne dépasse jamais les 70°C ou presque
Il est clair : malgré une heure de test et une température de départ de 55°C, la carte ne dépasse jamais les 70°C à nu. L'équipe est floue sur les conditions de test, évoquant simplement une pièce maintenue à une température classique, la carte étant utilisée sans refroidissement particulier, pour compiler le noyau Linux.
Mais soyons clairs : ce graphique est tout sauf représentatif de la réalité d'un Raspberry Pi 4 dont le SoC est très sollicité. Pour s'en convaincre, il suffit d'installer la dernière version de l'OS officiel en date, de la mettre à jour pour disposer des derniers firmwares puis de suivre la fréquence comme nous le faisons avec notre script maison.
Au repos, nous relevons une température plus élevée (47/48°C) dans une pièce à 18°C, ce qui est plutôt dans la tranche basse d'une pièce de vie classique. Si on lance un test OpenSSL sur 2 des quatre cœurs du SoC, on dépasse à peine 60°C, à trois on franchit la barre des 70°C. Mais lorsque tous sont actifs, on est bien loin du graphique obtenu par la fondation. Ce, même si on laisse un temps de pause de 5 secondes entre chaque calcul.
Nous effectuons cet essai avec la commande suivante :
while true; do openssl speed --multi $(nproc) rsa4096 && sleep 5s; done
Ainsi, notre graphique de température, avec un relevé toutes les deux secondes, ressemble plutôt à ça :
Pas plus de 70°C à nu le Raspberry Pi 4 ? Pas vraiment !
Il nous faut ici moins de deux minutes à dépasser les 70°C. Pour les 80°C moins de 9 minutes. Des temps qui seraient réduits si nous ne marquions pas régulièrement des pauses. Sur la fin du test, vous noterez de petites baisses de température, c'est normal : le SoC divise sa fréquence par deux dès que l'on arrive à 82°C.
Le boîtier officiel n'aurait jamais dû être vendu en l'état
Mais cela, c'est à nu. Or, la fondation Raspberry Pi a mis sur le marché un boîtier officiel à utiliser avec la carte. Ce dernier a été adapté à ce modèle dont la connectique avait évolué par rapport aux modèles précédents. Mais pas à sa montée en température. Et c'est bien le problème, comme nous l'évoquions quelques semaines après sa sortie.
- Raspberry Pi 4 : les ratés du boîtier officiel
- Raspberry Pi 4 : l'équipe répond aux questions de la communauté, mais reste dans le déni
Car si à nu la carte est au minimum à 47/48°C et peut dépasser les 80°C, enfermée dans un boîtier en plastique sans ouverture ni ventilation, c'est pire. Selon nos relevés, toujours à 18°C ambiants, la puce est à 51/52°C au repos et monte à plus de 80°C en un peu plus de trois minutes à pleine charge (avec des pauses de 5 secondes) :
Avec le boîtier officiel fermé et sans ventilateur, on dépasse les 80°C en trois minutes
Il suffit ainsi de la moindre charge un peu constante pour dépasser cette valeur : plusieurs services qui fonctionnent sans discontinuer, quelques pages dans un navigateur, la lecture d'une vidéo un peu lourde, etc. Il n'y a pas besoin de charger le SoC à plein régime pour qu'il réduise ses fréquences et ses performances assez rapidement.
Ainsi, nous répétons ce que nous avions dit à l'époque : ce produit n'est pas adapté au Raspberry Pi 4 et à son dégagement thermique. Il n'aurait donc jamais dû être vendu en l'état et proposer à minima un système de refroidissement complémentaire, passif ou actif selon les besoins.
Car oui : il n'y a pas besoin d'un ventilateur pour assurer un bon refroidissement de cette carte. Heureusement, l'écosystème a été là pour le prouver et pallier aux manques de la fondation qui n'est même pas capable d'assumer pleinement ses erreurs pour le moment. Préférant se retrancher vers le fait que les utilisateurs ne vont pas utiliser leur SoC à plein régime, et donc ne pas voir que ce qui leur a été vendu pose un problème « by design ».
Un gros dissipateur suffit, un ventilateur change tout
Le meilleur exemple est un boîtier/dissipateur GeekPi que l'on trouve en général pour un peu moins de 15 euros. Placé sur le Raspberry Pi 4 sans optimisation particulière, il nous a permis d'avoir un SoC qui reste sous la barre des 40°C au repos et qui ne dépasse jamais les 67°C après plusieurs heures de pleine charge.
On est ainsi au-delà des promesses du graphique de la fondation, tout en étant réaliste, sans prendre les clients pour des jambons. Voici nos relevés effectués pendant une demi-heure (ils restent stables ensuite) :
Avec un large dissipateur, on ne dépasse jamais les 70°C
L'autre possibilité que nous avons exploré est celle de modifier le boîtier officiel en y perçant un trou. Nous avons ensuite acheté un petit ventilateur (40 x 40 x 10 mm), connecté au 5V du connecteur GPIO et placé en extraction. Là aussi le résultat est sans appel : on ne dépasse même pas les 58°C en pleine charge. Seul problème, le modèle que nous avons utilisé émet un très léger bruit. Il est peu audible, mais cela gênera les adeptes du silence total.
Pi Case Fan : une bonne idée, sur le papier
Un an après la sortie du Raspberry Pi 4, la fondation a donc commencé à reconnaître qu'elle avait un problème avec ce produit. Elle le fait car elle y a intérêt. Dans son modèle vendu sous la forme d'un clavier, elle a en effet utilisé un large dissipateur permettant de contenir la température et même... de pousser le SoC à 1,8 GHz.
Mais pour vanter cette capacité, il faut bien évoquer les limites du produit de départ. C'est aussi ce qu'elle a fait pour le lancement du Pi Case Fan, un kit contenant un dissipateur assez léger, un ventilateur de 18 x 18 x 10 mm et un support permettant de l'adapter au boîtier officiel.
Un ensemble plutôt bien conçu, vendu 5 dollars (hors frais de port). En effet, la mise en place du support est naturelle, la connexion du ventilateur assez simple. Elle passe par trois broches GPIO : deux pour l'alimentation, une autre pour le contrôle. Par défaut, cela passe par la broche 14, située sous les deux autres.
Raspberry Pi OS vient d'être mis à jour pour adapter l'application de gestion des paramètres officielle. Aucun outil ne semble pour le moment disponible en ligne de commande (cela devrait vite arriver, ne serait-ce que via la communauté). En pratique, elle permet de déclarer la broche de contrôle et la température de déclenchement.
Le fonctionnement de l'ensemble est basique : une fois cette valeur dépassée, le ventilateur s'active, puis s'arrête dès que le SoC est repassé durablement sous la limite. En pleine charge, la température fait donc le yoyo :
Avec le Pi Case Fan, dès que l'on atteint les 80°C, ça ventile... sec !
Une nuisance plutôt qu'une solution
La fondation dit avoir longtemps cherché la meilleure solution pour le flux d'air. L'idée de petits trous dans la coque aurait été rapidement mise de côté devant son manque d'efficacité. Le cas d'une ouverture plus large, comme nous l'avons fait lors de notre test effectué plus haut, n'a pas été évoqué dans le billet de blog publié à ce sujet.
Il faut dire que l'un des objectifs avoués de ce projet était de ne pas nécessiter de revoir le moule du boîtier ou d'avoir à en concevoir un autre. Deux solutions qui auraient été coûteuses. Une orientation particulière du ventilateur leur a donc été préférée. Elle permettrait un échappement de l'air chaud via les ouvertures naturelles du Raspberry Pi, celles au niveau de sa connectique.
Les prototypes qui n'ont pas montré leur efficacité selon la fondation
Surtout, un petit support plastique suffit, réduisant d'autant le coût de production. Et effectivement, c'est efficace puisque comme on le voit sur le graphique ci-dessus, la température baisse assez vite pour que le SoC n'ait pas à réduire sa fréquence, la machine est donc enfin stable avec le boîtier officiel. La fondation n'aura ainsi pas eu à modifier son moule de fabrication ou à en produire un nouveau pour rattraper ses erreurs.
Tout cela serait parfait s'il n'y avait pas un « oubli » dans la communication bien huilée de l'équipe, ses jolis graphiques, photos et vidéos. Car il manque une donnée essentielle : le niveau de bruit du ventilateur. Il est donné pour un flux d'air de 1,4 CFM, mais sans détails sur les nuisances sonores. On ne l'entend pas non plus dans la vidéo détaillant son montage, on l'on a simplement droit à une musique entraînante.
Pourtant, le bruit change tout. Car dès qu'il se met en route, ce ventilateur est une petite turbine et il n'y a pas de demi-mesure. Sa vitesse de rotation a sans doute été choisie pour assurer la ventilation nécessaire, la réduire reviendrait à réduire son efficacité et donc les efforts de la fondation. Mais la machine émet alors un bruit strident :
Cela n'est pas gênant si le Raspberry Pi est placé au fin fond de votre garage ou dans une baie technique. Mais si vous voulez l'utiliser comme machine de bureau, ce qui est l'un des usages très largement vanté par la fondation, vous aurez sans doute du mal à vous faire à ce bruit strident que vous entendrez dès que le SoC sera trop sollicité.
On comprend d'autant mal les choix faits ici, que des dizaines de solutions et boîtiers existent sur le marché montrent que l'on peut assurer un bon refroidissement du Raspberry Pi 4 de différentes manières, dans un silence total ou presque. Pourquoi diable la fondation a opté pour un accessoire si... nul ?
La fondation Raspberry Pi doit sortir de son déni
Certes, cela reviendrait à avouer qu'elle a fait le mauvais choix avec son boîtier au départ. Mais elle pourrait toujours se retrancher derrière le fait qu'il lui apparait comme adapté pour des besoins légers, tout en proposant une version plus véloce et conforme à l'échauffement du SoC, au moins avec un capot différent.
En agissant de la sorte, après la publication de ses graphiques « optimistes », elle ne fait qu'insulter l'intelligence de ses clients, montrant qu'elle n'hésite pas à leur manquer de respect dans une pareille situation. Et c'est sans doute ce qu'il y a de pire pour un projet et une structure de ce genre, vantant ouverture et transparence.
D'autant que ce n'est pas une première. Le PoE Hat avait déjà posé des problèmes de conception, nécessitant une révision. Les problèmes du Raspberry Pi 4 allaient d'ailleurs au-delà de son refroidissement, concernant aussi le respect du standard d'alimentation par un connecteur USB Type-C.
- Raspberry Pi alimenté en PoE sans HAT : comment faire ?
- Peut-on utiliser un splitter PoE USB Type-C pour alimenter un Raspberry Pi 4 ?
Il n'y a pas à douter qu'à la découverte du fonctionnement du Pi Case Fan, ceux qui l'auront acheté seront déçus et demanderont des comptes à la fondation. Espérons que, cette fois, elle comprenne l'ampleur de ses erreurs et qu'elle finisse par revenir à la raison. Sans quoi, nombreux sont ceux qui commenceront à perdre foi en ses projets.
Commentaires (31)
#1
Merci d’avoir traité ce sujet, que j’aurais sinon ignoré (et peut être subi plus tard).
#2
Oui, merci aussi.
Je me serais surement fait avoir comme beaucoup :-/
#3
petite question, en branchant le + du ventilo sur du 3.3 au lieu du 5v sur les gpio, est-ce que c’est suffisant pour rafraîchir ? et est-ce que c’est toujours aussi désagréable à l’oreille ?
#4
Pour un projet d’entreprise, nous n’utilisons pas le boitier officiel mais un boitier acheté sur un site de e-commerce pour 17 € tout en aluminium avec des dissipateurs avec de la pâte thermique entre les différents soc et le boitier.. résultat on ne dépasse pas 50° après des stress test sur tous les cores… C’est beaucoup plus efficace !
#5
Pas content !
#6
C’est sûr, il y a des solutions, mais du coup on est loin du prix vanté à la base. À la louche ça rajoute 30% sur un kit basique :(
#7
D’ailleurs, ça me fait penser, quelqu’un a pu tester le Pi Case de Cooler Master ?
#8
Il devrait arriver chez moi d’ici quelques jours / semaines… On verra bien
#9
oui : https://www.framboise314.fr/boitier-aluminium-cooler-master-pi-case-40/
#10
Si vous voulez, j’ai une solution à base d’azote liquide qui a fait ses preuves
Plus sérieusement, dès que j’ai acheter mon PI4, j’ai pris un boitier avec ventilo et rads additionnels et je dépasse jamais les 55 °C en pleine charge ! C’est juste fou d’être dans le déni à ce point là…
#11
Communication de crise 1.0. Il y a 10 ans qu’on nous a sorti le “You’re holding it wrong” pour l’antenne de l’iPhone 4, certains n’ont pourtant toujours pas compris que la transparence était primordiale pour garder sa crédibilité.
#12
Je suis plus friteuse, dans un bon bain d’huile, ça devrait le faire.
#13
Toutes les paranoïa ne sont pas des délires de persécution.
Il s’ agit à la base de l’ affirmation d’ une certitude intime deconnectée de toute réalité.
Toute confrontation brutale entre cette certitude erronée et l’ irréfutabilité des faits peut provoquer une décompensation de l’ équilibre psychique de l’ individu qui abrite ce mensonge, c’ est à dire une crise de folie.
il est nécessaire pour tout créateur d’ entreprise qui s’ engage dans un projet fou sans visibilité d’ être atteint d’ une forme de paranoïa positive pour qu’ il persiste quelques soient les évènements et même en dépit de toute réalité à persévérer dans son projet.
A y croire en dépit de tout.
De fait tous les créateurs d’ entreprises sont forcément des paranoïaquess qui enn fonction de la construction de leur personnalité ou des difficultés du projet réussissent ou s’ effondrent.
Une femme créatrice d’ entreprise rencontrée dans un hôtel m’ avait dit un jour :“J’ ai la peau dur du rinhocéros pour résister à tout et sa corne pour tout labourer. Je ne lacherai sur rien jusqu’ à ce que j’ y arrive.”
#14
J’avais déjà lu cette farce sur minimachines.net.
#15
On va faire le point sur quelques solutions sous peu (dont celui de CM)
#16
Un des arguments me fait tiquer :
“un des objectifs avoués de ce projet était de ne pas nécessiter de revoir le moule du boîtier ou d’avoir à en concevoir un autre.”
Mais la petite pièce en plastique qui tient le ventilateur, elle est bien sortie d’un moule non ? c’est pas un morceau de tôle emboutie…. donc ils ont payé un moule neuf pour faire une nouvelle pièce. En tant que mouliste, je persiste et signe pour dire que c’est une vraie erreur stratégique. Surtout qu’ils n’avaient qu’une demi coque à modifier/remplacer. Ça ne peut pas coûter moins cher qu’une modification du moule actuel. Ou alors ils ont fait faire le moule par des bandits qui veulent les saigner…
Ils pouvaient même sans doute envisager de conserver leur moule dans sa configuration actuelle et refaire faire seulement une empreinte modifiée pour ajouter des trous et un ventilateur. Comme ça ils vendaient la demi coque “spéciale hautes performances” pour 5€ à ceux qui en veulent, et la version “de base” pouvait continuer d’exister.
#17
On est d’accord, je ne comprends pas trop non plus qu’ils n’aient pas revu la coque supérieure de manière plus globale. Peut être que produire un simple patch leur donnait moins l’impression de reconnaître une erreur dans le concept de départ. Mais le discours à ce sujet c’est “on a testé plein de truc, voici le plus efficace”. Au vu du résultat, c’est une vision pour le moins optimiste des choses…
#18
On m’a offert un kit raspberry pi 4 de labist en août, avec un boîtier, dissipateurs thermique et ventilateur.
J’ai monter le tout, mais le ventilateur faisant un bruit continu, même quand la carte est éteinte, j’ai fini par débrancher le ventilateur et enlever le capot du boitier pour laisser la carte respirer.
J’utilise le pi4 pour un média center Kodi, et finalement, la carte a nue avec seulement les dissipateurs, ça suffit largement, je dépasse jamais les 60°, même en lecture de vidéo.
#19
C’est ce que j’ai fait avec mon RPi4 et le ventilateur de Noctua 40mm x 10mm.
Sur 5V, il souffle très fort et fait du bruit à cause de l’air brassé. Mais la température reste sous les 45°C.
Sur 3V, le bruit est beaucoup plus raisonnable, en revanche la température monte bien plus. Mais je n’ai jamais atteint les 80°C avec un stress test.
#20
Oui comme évoqué dans l’article, quand on ne sollicite pas ou peu le SoC, la température reste dans les 60/70°C selon les cas.
#21
Quel usage réel te fait atteindre la pleine charge de ton Pi4 pendant plusieurs minutes ?
Concernant une recompilation de noyau, je la ferais plutôt sur un ordi plus puissant, en compilation croisée.
Oui c’est ce que je me disais, et j’étais étonné du passage de l’article où David parle de “vidéo un peu lourde” qui ferait beaucoup chauffer le CPU, alors que le décodage, en plus d’être fait en matériel, ne dépend sans doute pas de la vidéo (d’ailleurs en quoi une vidéo est “lourde” ou pas ?).
Depuis que le Pi4 est sorti, au vu de ce que je lis, le plus simple et efficace c’est d’acheter le système avec dissipateur en aluminium (cf com #4 de vini21), vu ce qu’il coûte.
#22
Moi j’ai surtout appris qu’il y avait zéro femme chez inpact-hardware pour se permettre un 18° de température ambiante.
#23
Là où c’est particulièrement problématique, c’est que les problèmes de surchauffe avec le boitier officiel ont commencé à se manifester dès la Pi 2… C’était encore très gérable à l’époque, donc pas de soucis, mais ça a vraiment commencé à poser problème avec la Pi 3. Même en laissant le boitier ouvert, j’ai des problèmes de surchauffe et j’ai dû acheter un radiateur pour être tranquille (toujours avec le boitier officiel ouvert). Donc le coup du Jedi trick à base de « si votre Raspberry Pi 4 surchauffe c’est parce que c’est pas prévu pour être utilisé comme vous le faites », c’est un peu beaucoup du foutage de gueule.
Après, l’intérêt du truc, c’est qu’on n’est pas obligé d’acheter leur boitier non plus, et perso je pense que si je m’achète une Pi 4, je vais tout de suite voir ailleurs ! Mais je comprends que les personnes qui ont fait confiance à la fondation avec le boitier officiel doivent l’avoir mauvaise.
#24
Le RPi 4 ne supporte que le décodage matériel pour le format H264 (et MJPG/Motion JPEG). Le reste passe par du logiciel/CPU. C’est même plus chiche qu’avant (RPi 0-3 supporte H264, MPEG4 et H263 de base et MPEG2 and VC1 avec licence)
#25
ça fait sourire (pas toi) le coup du “avec licence”, pour du Linux :-) .
Le RPi est assez puissant pour décoder des trucs plus costauds que le H264 en logiciel ?
(le 4 peut-être)
#26
Pourtant ma femme le supporte bien ;)
#27
Un être d’exception alors :-)
#28
Elle me supporte depuis plus de 10 ans, donc forcément
#29
Certain que c’est une femme ?? because There are no girls on Internet
Ou… Une dispute récente ? Parce que :
“En agissant de la sorte, après la publication de ses graphiques « optimistes », elle ne fait qu’insulter l’intelligence de ses clients, montrant qu’elle n’hésite pas à leur manquer de respect dans une pareille situation. Et c’est sans doute ce qu’il y a de pire pour un projet et une structure de ce genre, vantant ouverture et transparence. “
Même si c’est vrai cela reste un tantinet engagé pour le moins.
#30
Dans le cas présent, c’est une licence pour le hardware. Ici, ce n’est même pas linux à proprement parlé. Généralement, quand tu achète ton PC, Intel, NVidia ou AMD ont déjà payer toutes les licences pour leur matos, tu peux donc l’utiliser. Pour le RPi, la fondation a fait des économies de bout de chandelle.
Le RPi est capable de décoder pas mal de chose de manière logiciel, j’arrivais généralement à lire pas mal de format jusqu’en 1080p avec mon RPi2. Bon, certaines vidéos, il fallait éviter de faire des “sauts”, tu te limitais à appuyer sur “play” et tu laisse la vidéo jusqu’à la fin.
#31
Même en allouant plus de mémoire vidéo ?