uConsole CM5 Temperaturtest: Drosselt es ohne zusätzliche Kühlung?
Nein. Im geschlossenen Originalgehäuse des uConsole, auf dem werkseitigen Wärmeleitpad, erreichte ein Compute Module 5 unter 30 Minuten Volllast auf allen vier Kernen einen Spitzenwert von 62,2 °C und reduzierte kein einziges Mal seinen Takt. Der ARM-Takt hielt die vollen 2400 MHz über 99,7% der Laufzeit, und das Drosselungsregister des Kernels zeigte über die gesamte 65-minütige Sitzung 0x0.
Das sind 18 Grad unter der weichen und 23 Grad unter der harten Drosselungsschwelle. Wer Ihnen sagt, Sie bräuchten einen Riser, ein dünneres Pad oder einen Kühlkörper, bevor Sie ein CM5 im uConsole betreiben können, hat dafür keine Messwerte.
Warum diese Frage immer wiederkehrt
Das CM5 ist deutlich schneller als das CM4, das uConsole-Gehäuse ist geschlossen und rein passiv gekühlt, und ClockworkPi hat nie Temperaturdaten veröffentlicht. Die Lücke haben die Foren gefüllt. Wer heute sucht, bekommt eine selbstbewusste Antwort: Das CM5 werde "unter anhaltender Last thermisch drosseln", das Originalpad sei "oft zu dick oder schlecht angepasst", und Community-Lösungen brächten die Lasttemperaturen "in den sicheren Bereich von 50-60 °C".
Gemessen hatte es niemand. Es gibt ein Video und es gibt Anekdoten, aber keinen einzigen Datensatz. Also haben wir einen erstellt.
Fünf Behauptungen, fünf Urteile
| In der Community verbreitete Behauptung | Urteil |
|---|---|
| Das CM5 drosselt unter anhaltender Last ohne verbesserte Wärmeableitung | Widerlegt. 30 Minuten bei 100% auf vier Kernen, keine Drosselung |
| Das werkseitige Wärmeleitpad reicht nicht aus und muss ersetzt werden | Widerlegt. Das mitgelieferte Pad hielt den SoC 18 Grad unter der Drosselungsschwelle |
| Bei 100% CPU-Last überschreitet ein ungekühltes CM5 80 °C und riskiert eine Notabschaltung | Widerlegt. Spitzenwert 62,2 °C |
| Ein Riser plus 0,5-mm-Pad senkt die Lasttemperaturen auf 50-60 °C | Gegenstandslos. Der Serienzustand liegt unter Volllast bereits bei durchschnittlich 58,4 °C |
Der Wechsel zum Governor schedutil dämpft Temperaturspitzen | Hier nicht nötig. Das Gerät lief auf ondemand, der angeblich schlechteren Einstellung, und drosselte trotzdem nicht |
Methodik
Der gesamte Test ist reproduzierbar. Das Logging-Skript und die CSV-Rohdaten sind am Ende verlinkt.
Hardware
- Raspberry Pi Compute Module 5 Lite Rev 1.0, 8 GB RAM
- ClockworkPi uConsole, Originalgehäuse, geschlossen, werkseitiges ClockworkPi-Wärmeleitpad, keine Modifikationen
- Gerät auf der im Kit enthaltenen Unterlage, auf dem Schreibtisch
Software
- Debian GNU/Linux 12 (bookworm), Kernel 6.12.94-v8-16k+
- CPU-Governor:
ondemand- Werkseinstellung, unverändert - Bildschirmhelligkeit auf Maximum (9/9)
Bedingungen
- Umgebungstemperatur 26 °C (das Raumthermometer zeigte durchgehend 25,9-26,4 °C)
- Akkubetrieb, Netzteil abgezogen. Der Ladevorgang zieht 1,6 A und erwärmt das Gehäuse von innen, was die Messung verfälscht hätte. Akku zu Beginn bei 99%, am Ende bei 68%.
Last
stress-ng --cpu 4 --cpu-method matrixprodfür die CPU-Phase- YouTube 1080p in Chromium im Vollbild, eine vollständige Wiedergabe von Big Buck Bunny (Video-ID
YE7VzlLtp-4, Blender Foundation, Creative Commons) für die Videophase
Abtastung
Alle 5 Sekunden: SoC-Temperatur, ARM-Takt, Kernspannung, vcgencmd get_throttled, Systemlast, Akkustand. Insgesamt 773 Messwerte in 65 Minuten.
Entscheidend ist das Register get_throttled. Ein Temperaturdiagramm zeigt, wie heiß ein Chip wurde; das Register sagt, ob der Prozessor tatsächlich langsamer wurde und warum - Unterspannung, weiche oder harte Schwelle. Ohne dieses Register wäre das ein Diagramm. Mit ihm ist es eine Antwort.
Ergebnisse
| Phase | Dauer | Mittelwert | Spitze | Mittlerer ARM-Takt | Drosselung |
|---|---|---|---|---|---|
| Leerlauf | 10 Min. | 39,6 °C | 40,8 °C | 1541 MHz | 0x0 |
| 100% CPU, 4 Kerne | 30 Min. | 58,4 °C | 62,2 °C | 2398 MHz | 0x0 |
| Abkühlung | 15 Min. | - | 60,6 → 44,6 °C | 1500 MHz | 0x0 |
| YouTube 1080p | 10 Min. | 47,7 °C | 50,1 °C | 1862 MHz | 0x0 |
Wie die Temperatur unter Volllast ansteigt
| Zeit | 1 Min. | 2 Min. | 5 Min. | 10 Min. | 15 Min. | 20 Min. | 25 Min. | 30 Min. |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Temperatur | 50,7 °C | 52,4 °C | 55,1 °C | 57,9 °C | 59,0 °C | 60,6 °C | 60,6 °C | 60,6 °C |
Zwei Drittel des gesamten Anstiegs entfallen auf die ersten zwei Minuten. Die Kurve erreicht 95% ihres Maximums nach 11 Minuten und verläuft ab Minute 20 flach. Das ist das thermische Gleichgewicht des Geräts: rund 34 Grad über der Umgebungstemperatur unter synthetischer Volllast.
Taktverhalten
In der CPU-Phase lag der ARM-Takt bei 99,7% der Messwerte auf 2400 MHz, im Mittel bei 2398 MHz. Es gibt keinen Abwärtstrend - und genau so sähe anhaltende Drosselung im Diagramm aus.
Die Last war tatsächlich voll: Der mittlere Load Average lag bei 3,95 auf vier Kernen, und 310 von 354 Messwerten zeigten 3,9 oder mehr. Die Systemanzeige meldete unabhängig davon 100% CPU-Auslastung.
Minute 27 unter Volllast: 60,6 °C, volle 2400 MHz, Drosselungsregister 0x0, Load Average 4,03 auf vier Kernen. Die Leiste zeigt 100% CPU und 61 °C.
Abkühlung
12 Grad in den ersten zwei Minuten, unter 45 °C nach zehn. Die Aluminiumrückseite erfüllt ihre Aufgabe als Kühlkörper.
Videodekodierung
Zehn Minuten YouTube in 1080p ergaben im Mittel 47,7 °C, etwa 8 Grad über Leerlauf und 11 Grad unter der CPU-Phase. Der Takt schwankte zwischen 1600 und 2400 MHz, weil ondemand der ungleichmäßigen Dekodierlast folgte. Die mittlere Systemlast lag bei 0,79, also weniger als ein Kern von vieren. Videowiedergabe auf einem uConsole CM5 ist thermisch unauffällig.
Die Videophase: Big Buck Bunny in 1080p im Vollbild, in Chromium.
Akku
17 Prozentpunkte in 30 Minuten Volllast auf vier Kernen, hochgerechnet also rund drei Stunden Dauerbetrieb unter Maximallast. Über die gesamte Sitzung von 65 Minuten einschließlich Video fiel der Akku von 99% auf 68%.
Was das in der Praxis bedeutet
- Kompilieren, lange Terminalsitzungen, Hintergrundprozesse. Kein thermischer Grund, darauf zu verzichten. Das Gleichgewicht liegt bei etwa 60 °C.
- Videowiedergabe. Unter 50 °C. Kein Thema.
- Retro-Gaming und Emulation. Leichter als unsere synthetische Last, also mit Reserve.
- Brauchen Sie zusätzliche Kühlung? Nach dieser Datenlage und für diese Anwendungen: nein.
Getestet wurde das uConsole Kit RPI-CM5 8GB. Das Modul allein, wenn Sie ein uConsole selbst aufbauen oder von einem CM4 umsteigen, ist das Raspberry Pi Compute Module 5 - CM5 8GB Lite.
Einschränkungen - was wir nicht geprüft haben
Das ist wichtiger als eine stärkere Überschrift.
- Ein Gerät, eine Umgebungstemperatur. 26 °C im Raum. Bei 35 °C im August kommt die Differenz hinzu - das Gleichgewicht ist eine Differenz zur Umgebung, kein Absolutwert.
- Kein Vergleichsdurchlauf. Wir haben weder mit offenem Gehäuse noch mit Riser oder dünnerem Pad getestet. Wir können also nicht sagen, ob diese Modifikationen etwas verbessern - nur, dass es bei diesem Gerät nichts zu verbessern gab.
- Synthetische Last.
stress-ng --cpu 4fordert die CPU stärker als die meisten realen Aufgaben und belastet die GPU nicht. Eine dauerhaft GPU-lastige Anwendung könnte sich anders verhalten. - Durchgehend Serienzustand. Governor
ondemand, Originalpad, geschlossenes Gehäuse, Akkubetrieb.
Rohdaten
Die vollständigen CSV-Dateien aller vier Phasen, die Skripte und der Diagrammgenerator liegen auf GitHub: SAPSAN-CYBERSEC/uconsole-cm5-thermal-test. Daten und Skripte stehen unter CC BY 4.0 - nutzen, veröffentlichen, darauf aufbauen. Wenn Sie denselben Test auf Ihrem Gerät durchführen, würden wir die Zahlen gerne sehen, insbesondere bei höherer Umgebungstemperatur.