Raspberry Pi 4官方風扇登場，開發流程竟然這麼土砲

為了要加強Raspberry Pi 4的散熱效果，Raspberry Pi基金會推出了能夠搭配官方4外殼的風扇套件，有助於讓系統的運作更加穩定。

散熱效果比裸機好

Raspberry Pi基金會的軟體工程總監Gordon Hollingworth在部落格貼文中，分享了Raspberry Pi 4風扇的資訊與開發經驗，這款風扇有2個設計訴求，分別為能在任何使用條件下提供處理器充分的散熱能力，以及盡量減少對現有配件的修改需求，來降低安裝的困難度。

Gordon表示自己沒有開發散熱系統的經驗，所以決定使用外賣餐盒的容器開發第一款原型，他將容器做成導風罩，從乙太網路端子的位置吸入空氣，並吹向處理器，但效果並不太理想。

於是Gordon拜託朋友透過計算流體力學的方式，模擬氣體在機殼內的流動，發現流動最快的空氣與處理器的距離很遠，顯示的風扇位置很重要，另一方面模擬結果顯示因為風扇的吸氣端和吹氣端之間存在壓力差，造成大多數空氣停留在風扇內旋轉，於是他決定進行在機殼上多開一些透氣孔的實驗，但效果也不是很理想。

最後Gordon才想到能夠將整個I/O端子的部分做為進氣口，透過從USB、乙太網路的抽氣，可以在不改動上蓋的情況下達到理想的冷卻效果。

接下來的工作就是微調導風罩，結果這個任務超簡單，只需透過紙板將機殼隔為兩半，就能將空氣直接引向處理器。

▲ Gordon最初使用餐盒容器開發原型。

▲ 在計算流體力學的協助下，發現這樣的機構設計並不理想。

▲ 空氣的流動大多集中在風扇內。

▲ 改良的設計僅使用紙板作為導風罩。

▲ 搭配風扇後可以讓氣流集中吹送至處理器的位置。

在Kinneir Dufort的協助下，最終方案選擇以塑料材料製作導風罩。最終版設計的導風罩具有風扇用的螺絲鎖孔，並可以直接透過卡楯固定於機殼上蓋，因此整個安裝過程相當簡單。

根據Raspberry Pi基金會執行長Eben Upton的部落格貼文，在處理器時脈為1.5GHz的情況下，開啟4個處理器核心Linux核心編譯的過程中，溫度幾乎不會超過攝氏70度（相較之下，安裝機殼但無風扇的運作過程會達到80度），並可提供處理器超頻至1.8GHz的超頻空間。

▲ 最終設計以卡楯將塑料導風罩安裝於機殼內部。

▲ 風扇套件具有風扇、導風罩、散熱片等零件。

▲ 安裝時需先將散熱片裝於處理器上。

▲ 然後將風扇與導風罩安裝於機殼上蓋。

▲ 最後將電源端子插入GPIO端子即可。

▲ 根據官方提供的測試數據，安裝風扇的散熱效果與裸機接近，而溫度最高的組態為安裝機殼但不安裝風扇。

Raspberry Pi 4外殼加風扇套件現已開賣，售價約為合新台幣260元，讀者可以在官方網站的商品資訊頁面找到經銷商資料。