ラズベリーパイを冷却する方法

ラズベリーパイのシングルボードコンピュータは、さまざまな用途に最適な選択肢です。改造を行うように設計されているため、ユーザーは自分のPiをオーバークロックすることができます。しかし、オーバークロックは過熱や修復不可能な損傷を引き起こす可能性があります。Piは非常に高温で動作するように設計されていますが、最高のパフォーマンスを引き出すためにオーバークロックする場合、問題が発生することがあります。幸いなことに、十分な冷却をPiに追加することでこれを防ぐことができます。

冷却はどのように機能しますか？

電子機器は熱を発生させます。この熱は、電子機器のパフォーマンスに悪影響を及ぼす可能性があるため、冷却が最も重要です。幸運なことに、これを達成するためのいくつかの手頃な方法があります。最初はヒートシンクを使うことです。

ヒートシンクは、最も一般的には銅またはアルミニウムで作られた金属片で、基部から垂直に延びる多数のフィンがあります。ヒートシンクは、熱を発生させる電子部品（この場合はCPU）に適用されます。熱は、CPUからヒートシンクのフィンへ運ばれ、空気中に放散され、CPUを冷却します。

CPUを冷却する別の方法は、ファンを使うことです。ファンはCPUや他の熱を発生させる部品から熱を引き離します。これにより、CPUの全体的な温度が下がり、パフォーマンスと安定性が向上します。

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Raspberry Piが過熱した場合はどうなりますか？

当然ですが、熱はコンピュータにとって悪いものです。高温に長時間さらされると、マザーボードや他のコンポーネントに損傷を与える可能性があります。ラズベリーパイを起動できない場合は、過剰な熱によるCPUの故障が起こっている可能性があります。

とはいえ、ラズベリーパイのシングルボードコンピュータは非常に高温（約80度セルシウス）で動作するように設計されています。しかし、限界までプッシュすると、温度がこのポイントを超えて急上昇することは珍しくありません。ラズベリーパイは、自己を冷却するためにCPUの速度を制限し、損傷を防ごうとします。残念ながら、これによりパフォーマンスが低下します。要するに、最良のシナリオとしては、Piが遅くなるだけで済みます。最悪の場合は、Piを壊すことになります。

ヒートシンク

ラズベリーパイ用のヒートシンクは非常に安価で、取り付けも簡単です。先ほども述べたように、最も一般的なタイプはアルミニウムと銅です。どちらのタイプもPiと一緒に使用できます。とはいえ、銅はアルミニウムよりも熱伝導率が高く、熱がより早く通過することができます。これは、銅のヒートシンクが一般的にアルミニウムのものよりも熱を放散するのに優れていることを意味します。とはいえ、銅はより高価な素材であり、一般的に製造が難しいです。これらの要因から、銅製のヒートシンクはアルミニウム製のものよりも高価になります。

ヒートシンクを適用する場所

CPU、GPUなどはすべてSoC（システムオンチップ）に収められているため、まずこのコンポーネントの冷却に焦点を当てます。これが最も多くの熱を発生させるからです。また、メモリーチップやイーサネット/USBコントローラーにもヒートシンクを追加できますが、その場合のパフォーマンス向上はあまり見られないでしょう。それでも、全体的な温度を1度程度下げる可能性があるので、まったく無駄ではありません。

ヒートシンクの取り付けは非常に簡単です。市販のラズベリーパイ用ヒートシンクの大部分は、底面に熱伝導テープが事前に貼り付けられています。これは、SoCを見つけてその上にヒートシンクを置くだけで済むということです。熱伝導テープは非常に便利ですが、熱伝導グリース/ペーストを推奨します。これは、熱伝導グリース/ペーストの方が優れた導電性を持っているからです。

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ファン

ラズベリーパイに使用される最も一般的なファンは、30mm x 30mmのコンピュータケースファンですが、大きい（および小さい）ファンも入手可能です。どのサイズのファンを使用するかは、主に設定やケースの種類によります。ファンが内蔵されたケースや、公式のラズベリーパイケースのようにファンが取り付け可能なトップを持ったケースもあります。

新鮮な空気を引き込むか、熱い空気を押し出すかは議論の余地があります。一般的な合意として、Piがケースのような囲われた空間にある場合は、ファンを取り付けて空気を上に引き上げるようにするのが良いとされています。もしPiが開放的な場所にあるなら、ファンはどちらの方向にも配置できます。どちらの方法を選んでも、空気が循環していれば、温度が大幅に下がるはずです。

ファンの取り付け方法

異なるファンには異なる取り付け手順がありますが、ほとんどはナットとボルトで固定されます。ファンはGPIO（一般用途入出力）ピンから電力を引きます。ファンを回転させるには、赤いワイヤーをGPIOピンの外側の行の2番目のピンに接続します。黒いワイヤーを同じ行の3番目のピンに接続すれば、準備完了です。

水冷

PCを自作したことがあるなら、水冷に馴染みがあるでしょう。液体冷却は、PCを冷却する最良の方法です。なぜなら、水は空気よりも熱をかなり良く伝導するからです。多くの人にとって、ラズベリーパイを水冷することはやり過ぎかもしれませんが、必要だと思う場合はキットも存在します。一つ注意が必要なことは、水冷を選択する場合、説明書に正確に従うようにしてください！

適切な冷却方法を適用することで、Piをオーバークロックして、厄介なN64エミュレーターのような集中的なアプリケーションを実行できます。ゴールデアイを立ち上げてしまったら、オッドジョブは使用禁止です。