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R2S散热效果对比

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发表于 2020-4-12 08:37:08 | 显示全部楼层 | 阅读模式
关键词: 友善电子  FriendlyElec  R2S  软路由  RK3328  散热  风扇  散热片  主动散热  被动散热
概述:友善电子的R2S是一款基于RK3328四核A53的软路由,由于RK3328制程一般,四核心加主频最高1.5GHz,再加上R2S外壳比较密闭,所以在负载较重的情况下散热压力比较大,下面我们来对比一下各种散热方式的效果对比。先上个结果:
散热对比.JPG

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发表于 2020-4-12 08:55:05 | 显示全部楼层
先对表格内容做个简单解读。
横向是散热方式:
1,裸板,即仅线路板,无散热片;
2,原装整机,即友善电子原装带黄色外壳的整机,内部有一个散热片,无风扇,外壳顶部未开孔;
3,散热片+7mm风扇,此散热方式为在原装整机的基础上将原有的仅散热片优化为散热片+7mm高度25x25mm的风扇,同时在外壳顶部开7mm的圆形通风孔。关于这个通风孔我们后续还会展开;
4,大金属壳,指采用较大尺寸较重分量的铝合金外壳,质感不错,但是插线和插卡不是很方便,而且成本也较高,但是因为体积大风量重热容量大且热交换面积变大,所以整体散热效果最好。

竖向是工作模式,所有模式的网络结构都一致,都是R2S的WAN接上级路由器,LAN口接PC。WAN口用了100Mbps,LAN口用的是1000Mbps。烧写的是20200312版本的固件。
1,待机,指PC通过R2S已经介入Internet,但是不进行大速率下载操作,仅执行ping包命令来维持基础的网络活跃;
2,CPU空闲加百兆,指在待机的基础上从我司服务器进行持续下载操作,下载速度在40-70Mbps之间;
3,单核满载加百兆,指在上一级模式下通过dd if=/dev/zero of=/dev/null &命令让单核空转;
4,四核满载加百兆,在上一级模式下让四核全满载。

结论:
1,待机模式下裸板的温升比采用原装整机要低,说明空气流通很重要;
2,原厂固件的风扇控制算法是温度低于50度风扇停转(系统启动过程中会保持风扇启动,约10秒左右),超过51度就启动,温度低于50马上就停转,所以在轻载时一旦到51度这个点会频繁的启动几秒就停,停了之后没过多久马上又启动。会对风扇电机造成一定程度的影响,也会让用户误以为散热系统故障。该控制算法有待优化;
3,原装整机由于没有合适的散热孔,所以内置散热片基本无效,只能延缓一下温升速度而已,即便加装风扇也需要在顶部开相应的散热孔,不然效果很有限。加装风扇并配合合理的散热孔可以有效降低温度10度以上;
4,待机模式是指WAN口和LAN都都正确联网但仅进行ping包命令,CPU和网络都基本没啥负载;CPU空闲加百兆模式是在待机模式基础上以100Mbps的带宽从服务器上连续下载(实际负载在40-70Mbps之间),此模式和实际常规应用比较接近;单核满载加百兆模式是通过dd命令让单核CPU满载空转同时以100Mbps的带宽连续下载,此模式已经是实际应用中的重载模式了;四核满载加百兆模式是纯烤机模式,仅用于探寻温升极限,实际应用几乎不可能有如此强度的CPU负载;
5,以上测试在3月底4月初完成,环境温度在15-20度之间。随着环境温度的上升系统温度也会进一步升高。由于当前环境温度不高,而且大金属壳的热容量比较大,所以大金属壳的散热效果遥遥领先,但是当环境温度升高,大金属壳和空气热交换效率就会降低,领先优势会减少。而加装风扇的方式由于控制算法的问题导致其稳定温度基本都会在50度左右,但是后续温度爬升相对会比较缓慢;
6,关于外壳顶部开孔的造型设计,我们尝试过单孔和多孔,发现单6-7mm的孔和多孔(在单6-7mm的孔基础上再加6个3mm孔)在待机和四核满载两种模式下(其它两种模式未测)的差距非常小,单孔的设计温升对比多孔仅增加1度左右。由于外壳顶部塑料很厚,开孔的细节不太好控制,最终我们选择了打单孔的方式。


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发表于 2020-4-22 16:24:29 | 显示全部楼层
主楼里面提到的大金属壳为黑色大尺寸带散热器的铝壳,由于体积巨大,散热效果很不错,但是同样的由于体积巨大导致成本居高不下。综合考虑新出一款尺寸相对较小的铝壳,散热效果也极佳,在四核满载加千兆内网测试的情况下温度为65度左右,具体温升曲线见跟帖。
R2S_铝合金小壳.jpg

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发表于 2020-4-22 17:24:38 | 显示全部楼层
稳定温度65度左右

R2S_铝壳.png

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发表于 2020-7-10 16:54:13 | 显示全部楼层
新增一款我司定制的铝合金外壳版本:

R2S03.jpg

R2S02.jpg

R2S01.jpg



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发表于 2020-7-10 16:58:00 | 显示全部楼层
新款铝合金外壳在空调房(26℃)内的四核满载温度曲线:
R2S_四核满载.png

温度基本在65度左右,无惧酷暑!对应的友善电子原装塑料外壳半小时就会到达85度
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