초코볼의 inside Tech

드. 디. 어. Raspberry Pi 4B 4GB 를 구매했습니다.

1. 구입

중고사이트에서 조금 저렴하게 구입.

2. unboxing

언박싱은 항상 행복합니다.

최신 Raspberry Pi 임을 말해주고 있습니다. 메모리가 4GB !!! 1GB 로 허덕이던 예전 버전에서 무려 4배.

학습용이 4GB 까지 왔군요. 그것도 비용 변동 없이. 기술의 발전과 mass production 이란...

살폿이.

이전 버전 이후 2년만인가... 이 조그마한 손바닥에 PC 급이 올라가는 군요.

3. 외관

여러가지 조그마한 component 가 늘었습니다.

GPIO 쪽 옆면.

전원쪽 옆면. USB-C, micro HDMI 포트가 보입니다.

4. CPU

CPU code 는 다음과 같습니다.

* Raspberry Pi revision codes

- https://www.raspberrypi.org/documentation/hardware/raspberrypi/revision-codes/README.md

Raspberry Pi OS 에서 command 를 치면 아래와 같이 표시되네요.

cat /sys/firmware/devicetree/base/model | sed G

cat /proc/device-tree/model | sed G

dmesg | grep model

cat /proc/cpuinfo

Revision : c03112 표기가 말해주듯, Rev 1.2 이며, 4GB 버전이 확인 됩니다.

인터넷에서 검색한 specification 은 다음과 같습니다. 드디어 쿼드 코어가 올라가는 군요.

위의 명령어에서는 BCM2835 라고 표시되어 나오지만, 이는 OS 어플의 문제로 BCM2711 이 맞습니다.

Broadcom BCM2711, Quad core Cortex-A72 (ARM v8) 64-bit SoC @ 1.5GHz

"pinout" 이라는 command 로도 확인 가능합니다. 이 명령어는 GPIO 정도까지 자세히 보여줍니다.

5. Memory

이번 Raspberry Pi 4 를 구입한 가장 큰 이유는 memory 크기 입니다.

그 전버전까지는 1GB memory 만 실장되어 있어서 Web Server / MediaWiKi 를 돌리기에는 역부족이었습니다. (돌아가긴 돌아 감)

메모리가 4GB 까지 늘었으니, 쾌적한 MediaWiki 구동이 되길 기대하고 있어요. 그럼 확인해 봐야겠죠?

외형상 memory chip 모델명 상, 다음과 같이 4GB 임이 확인 되었습니다. 제가 구입한 것은 D9WHV (4GB 버전) 네요.

- 4GB : D9WHV (M - micron logo)

- 2GB : D9WHZ (M - micron logo)

- 1GB : 4HBMGCJ (+ QR code)

아래와 같이 코멘드로도 확인할 수 있습니다.

vcgencmd get_mem arm

free -h

dmesg | grep Memory

6. Rev 1.2

발매 초기 버전은 eMark 의 USB-C 케이블 사용시, 전원 인가가 거부되는 문제가 있었습니다.

이는 “E-marked” USB-C 케이블을 HIFI 오디오 케이블로 인식하여 USB-C 전원을 사용할 수 없었으나, 2020년 초에 수정되어 나온 Rev 1.2 버전에서는 USB-C PD 호환성을 개선하여 범용 USB-C 어뎁터를 이용한 충전도 가능해 졌다고 합니다. 자세한 이야기는 충전 어뎁터에서 다루겠습니다.

초기 버전과 Rev 1.2 의 구별은 다음 사진의 오른쪽 부분의 트랜지스터 위치라고 합니다. Rev 1.1 은 micro SD 소켓 옆에 위치합니다.

이미 Raspberry Pi OS 상의 command 로는 CPU 확인하면서 확인 되었습니다.

참고로 한국 발매용에는 KC 인증 마크가 프린팅 되어 있으며, KC 인증 타각 위치는 위의 사진의 오른쪽 윗부분 입니다.

인증 번호는 "R-C-P2R-RPI4B" 네요.

7. 충전 어뎁터

USB-C 타입의 전원을 사용하며, 5V / 3A 라는 꽤 높은 사양의 전원 어뎁터가 필요합니다.

USB PD 나 Quick Charge 등의 사양이 얽혀 있습니다만, 최종적으로 Raspberry Pi 4 에서 사용하려면 아래 세 가지를 만족하는 것을 구입하는게 좋다는 결론이 도출됩니다.

----------------------------------------------------------

- 이왕이면 USB-C PD 2.0 을 만족하는 어뎁터가 best 

- 5V / 3A 충족

- USB-C to USB-C 케이블 사용

----------------------------------------------------------

* HP 65W USB-C 슬림 여행용 전원 어댑터 구입기

- https://chocoball.tistory.com/entry/HP-65W-USBC-slim-travel-power-adapter-buy

위의 충전 어뎁터 구입.

8. 케이스

쿨링과 보호용 케이스 목적을 동시에 만족하는 통짜 알루미늄 케이스를 구입했습니다.

Raspberry Pi 4B 본체 가격보다 더 비싸... ㅠㅠ

* Hardware | Raspberry Pi 4 알루미늄 케이스 구매기

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-Raspberry-Pi-4-aluminum-case-buy

9. Raspberry Pi OS 굽기

micro SD 에 OS 이미지를 굽는 새로운 어플이 Raspberry Pi 진영에서 공개되었습니다.

* Raspberry Pi Imager for Windows

- https://www.raspberrypi.org/downloads/

1. 시작

MeeGoPad T07 을 구입하여 용돈벌이 용으로 잘 사용하고 있었습니다.

지금까지의 과정은 다음 링크들에 있습니다.

* MeeGoPad T07 4GB

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-MeeGoPad-T07-4G-RAM

* MeeGoPad T07 히트싱크 붙이기

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-MeeGoPad-T07-heatsink

* MeeGoPad 히트싱크 업그레이드 하기

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-MeeGoPad-heatsink-upgrade

쿨링의 마지막 버전이 무식한 서버 heat sink 를 10원짜리 동전으로 붙이는 것이였습니다만,

고정하는 고무줄이 결국 열과 장시간 사용으로 끊어집니다.

고정이 안되네요.

다른 방도가 필요합니다.

원래는 구리를 녹여서 casting 하여 케이스를 직접 제작하기로 결심하고 시작했습니다.

밑그림을 그리고 전제 과정을 세워 봅니다.

일단 틀을 짜야 해서 각 구성품의 칫수도 재고 크레이로 틀도 떠 봅니다.

틀을 뜨면 대용품을 만들어 거푸집 제작에 사용할 수 있으니까요.

사진에서 보이듯 너무 오래 놔뒀더니만, 크레이 수분이 받데리를 녹이는군요.

얼추 틀을 만들어 보려 했으나, 일이 점점 커저만 갑니다.

일단 아주 쎈 불을 지피고 작업할 수 있는 공간 (마당) 이 없습니다.

여기까지 인가...

2. 구리

케스팅을 이용한 구리 케이스 제작은 상황이 되면 진행하기로 합니다.

히트싱크 자체를 일단 바꾸는 것으로 선회.

열 전도에 있어서는 싼 가격의 금속중에서는 copper (구리) 가 단연 으뜸입니다.

접점이 잘 되지 않는 heat sink 를 붙이는 것 보단, 구리로 된 heat sink 를 잘 붙이는 것이 효율이 좋다고 생각합니다.

그래서 AliExpress 에서 적당한 크기의 heat sink 를 찾아봅니다.

CPU는 아래 사진의 제품이 맞는것 같습니다.

- https://ko.aliexpress.com/item/Free-shipping-8pcs-lot-13x12x5mm-Copper-Heatsink-Ram-Memory-Heat-sinks-Cooling-Xbox-360VGA-DDR/32255697067.html

그 외에 컨트롤러로 보이는, CPU 가 장착된 다른 면에 있는 chip 열기도 뜨거워

이 부분도 식혀야 하는데, 크기가 작은 heat sink 만 가능할 것 같습니다.

아쉽게도 구리는 아니지만, 아래 제품이 적당한 듯 합니다.

- https://ko.aliexpress.com/item/10-PCS-Newest-9mm-x-9mm-x-12mm-Extruded-Aluminum-Heatsink-Heat-Sink-Cooling-Radiator-Free/32376853169.html

이제 적당한 제품을 찾았으니 주문 합니다.

항상 그렇지만 정신을 차려보면 언제나 결제가 완료되어 있습니다.

3. 도착

약 3주정도 걸린것 같습니다.

예상했던 대로의 품질입니다.

구리 제품이라 뭉툭 하군요. 믿음이 갑니다.

한가지 아쉬운 점이라면, 접촉면이 써멀 테이프라는 것 정도.

구리스를 바르고 장착하면 효율이 좋겠지만, 어쩔 수 없습니다.

작은 heat sink 도 잘 도착했습니다.

이 친구는 알루미늄이군요.

마감은 나쁘지 않은것 같습니다.

이제 장착해봐야 겠죠?

4. 장착

우선 기존의 heat sink 와 써멀을 말끔히 제거합니다.

기존에 붙여 있던 써멀 패드도 제거해야겠죠?

CPU에 하나 붙여 봅니다.

꽤 있어 보이네요.

형상으로 봐선 Raspberry Pi 에도 잘 맞을 듯 합니다.

CPU 옆에 있는, 문제가 많은 eMMC 에도 붙여 줍니다.

그리고 메모리에서는 열이 많이 나지 않으므로, 아까운 copper 보다는 알루미늄 히트싱크를 붙여 줍니다.

이제 반대편도 붙여 줍니다.

반대편에도 메모리가 있고, 하나 떨어져 있는 chip 은 아마 컨트롤러 일 듯 합니다만,

이 친구가 CPU 다음으로 뜨겁습니다.

다만 아쉬운 것은 이 chip 은 크기가 작아 copper heat sink 가 맞지 않습니다.

아쉬운 대로 9mm 알루미늄 heat sink 를 붙여 줍니다.

5. 전체 샷

Full 장착된  전체 샷 입니다.

꽤 괜찮쥬?

무식한 heat sink 보다는 깔끔해 진것 같습니다.

6. 성능

아래가 AIDA64 결과 입니다.

변화가 전혀 없습니다!

망했네요

지금까지 가장 좋았던 성능은 server heat sink 를 직접 붙일 때 였던것 같습니다.

뭔가 근본적인 해결이 필요한 것 같습니다.

FIN

이제 뭐하지?

1. 시작

MeeGoPad T07 을 일을 시키면서 24시간 돌리다 보니, 내구성이 걱정됩니다.

아무리 실리콘으로 만들어진 CPU라 할지라도 쉼 없는 로드에 높은 열이 지속되면 고장나기 마련이지요.

* MeeGoPad 아르바이트

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-MeeGoPad-T07-4G-RAM

CPU/GPU가 고장나지 않는다고 할지라도,

열에 의하여 그 주위 부품이나 ball grid 로 붙은 접점이 냉납 현상이 나타날 수도 있습니다.

이미 한번 server 용 heat sink 를 붙여주어서 괜찮을 지도 모르겠습니다만,

접촉면이 의심되어 개선해 주기로 합니다.

* server heat sink 붙여주기 글

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-MeeGoPad-T07-heatsink

2. 분해

확실하게 heat sink 를 붙여주기 위해, 방해가 되는 자체 방열판을 분해합니다.

자체 방열판은 기판 위에서 알루미늄 커버를 잡아주는 형태라서,

한 쪽만 살짝 들어 올려주면 쉽게 이탈이 됩니다.

메모리 쪽 커버를 벗긴 모습입니다.

그 밑에 있는 컨트롤러쪽은 써벌이 발라져 있지만, 메모리는 처리가 안되어 있네요.

뭐 상대적으로 온도는 낮으니 문제될 것은 없어 보이긴 합니다.

기판 위의 흰 줄 위를 따라가 보면 알루미늄 커버를 작아주는 집게 같은 것이 2개 쌍으로 모여 있습니다.

상판 CPU 부분을 벗겨낸 사진입니다.

그냥 알루미늄 커버로 덮여 있고, 그 알루미늄 판 위에 히트싱크를 달아 놓은 상태로,

쿨링 효과는 기대하기 힘든 구조 입니다.

더욱이 바람도 들어갈 수 없는 구조네요.

CPU 의 써멀 패드를 벗겨낸 사진입니다.

반짝빤짝 하여 보기 이쁘네요.

그 옆에 붙어 있는 FORESEE 라는 chip 은 32G 라고 써있는걸 보니 HDD 대용인 eMMC 로 보입니다.

이 친구가 너무 느려 이 제품의 전체 성능을 완전히 까먹고 있습니다.

이 chip 만 괜찮은 것으로 했으면 좋았을 것을... 안타깝습니다.

3. 캡톤 테이프

케이스를 완전혀 벗겨낸 상태라 외부로부터의 정전기나 자극에 노출이 됩니다.

열을 내는 부품으로부터 다른 부품을 보호해 주기 위해서도,

또한 외부 환경으로부터 자극을 차단하기 위해 찾은게 "캡톤 테이프" 입니다.

AliExpress 에서 주문하여 한달여만에 도착.

저예산으로 진행 시, 참 시간이 많이 걸리는 취미 생활 입니다.

사이즈별로 시켰습니다.

가공하기 편한 사이즈를 위치에 따라 사용합니다.

4. 가공

도착한 따끈한 캡톤 테이프로 잘 둘러 쳐 줍니다.

이쁘게 잘 되었네요.

5. 구리, 구리, 구리

Heat sink 에는 구리 입니다.

다만, MeeGoPad T07 에 맞게 구리 가공을 무척 하고 싶으나, CNC 장비나 기술이 없습니다. ㅠㅠ

주변에서 구리에 맞는 기성품을 찾아 봅니다.

10원짜리 동전이 적당해 보입니다.

요즈음은 10원짜리 동전이 잘 쓰이지 않는지라, 이걸 구하느라 꽤 시간이 또 흐릅니다. ㅠㅠ

높이가 필요한지라 겹겹이 쌓아 올립니다.

또한 그 사이사이가 좀 뜨는 부분들이 있으니, 써멀을 발라 줍니다.

사이사이가 많이 뜨고, 겹겹이 쌓인 터라 이미 열 전도는 물 건너 갔습니다.

얼마나 의미가 있을까 의심스러우나, 끝까지 진행해 봅니다.

요로코롬 heat sink 를 얹혀 줍니다.

두둥~.

최종 모습입니다.

잘 고정하기 위해 두꺼운 고무줄로 묶어 주었습니다.

사실 히트 싱크가 붙어있지 않은 기판 중앙 부분의 chip 이 하나 있습니다만,

이 부분이 꽤나 뜨겁습니다. 이 부분도 식혀줘야 하는데.... 마땅히 맞는 부품이 없어서 당분간 놔두기로 합니다.

6. 결과

원래 온도보다 더 높아진 것은 착각일지도 모른다고 되뇌어 봅니다.

그렇습니다. 효과 없을 뿐더러 더 안좋아졌습니다.

작업을 진행하면서 어느정도 예상한 결과 입니다만, 이제와서 되돌아 갈 수는 없습니다.

다음 개선때까지 이대로 운용합니다.

7. Ramdisk

조금이라도 부담을 적게 해주고 싶어 Ramdisk 를 활용해 줍니다.

여러 Ramdisk 솔루션이 있습니다만, Dataram 의 Ramdisk가 가장 으뜸이라고 생각합니다.

Temp directory 도 만들어 줄 수 있고, 드라이브명도 지정할 수 있고.

평가판은 아마 4GB 볼륨까지만 만들 수 있을껍니다.

아래는 버전업 되면서 평가판이 1GB로 줄어든것 같네요.

Giga 단위로는 활용도 못하니 640MB 로 설정해 줍니다.

자주 쓰는 파일이나 browser 에서 사용하는 temporary file 은 Ramdisk 를 활용하게 설정합니다.

MeeGoPad 야, 좀 가벼워 졌니?

나중에 히트싱크를 바꿔야 할 것 같습니다.

FIN

할게 많은데?