라즈베리 파이 5를 업그레이드하는 데 사용할 수 있는 훌륭한 SSD 시스템이 있습니다. 일반적으로 라즈베리 파이 OS는 SD 카드를 통해 부팅하지만, 이 시스템을 사용하면 SSD를 통해 부팅할 수 있으며, 시스템의 저장 용량도 확장해 줄 뿐만 아니라 단일 레인 PCIe 2.0 인터페이스 (최대 500 MB/s의 전송 속도 제공)도 활용할 수 있습니다. 라즈베리 파이 SSD 키트는 라즈베리 파이 M.2 HAT+와 라즈베리 파이 SSD가 함께 번들로 제공됩니다.
라즈베리 파이 SSD는 다음 두 가지 용량의 단품 SSD 형태로 구매할 수 있으며,
또는 M.2 Hat+ 인터페이스 보드가 포함된 키트 형태로도 구매할 수 있습니다.
SSD로 업그레이드할 경우, 과열 문제를 방지하기 위해 수동 방열판과 능동 팬이 결합된 액티브 쿨러 추가를 강력히 권장합니다. 액티브 쿨러는 라즈베리 파이 5 보드 전용의 클립형 냉각 솔루션으로, 알루미늄 방열판과 온도 제어형 블로워 팬을 사용해 집중적인 부하 처리 상황에서도 라즈베리 파이 5를 낮은 온도로 유지해 줍니다.
액티브 쿨러 사양
입력 전압: 라즈베리 파이 5의 4핀 팬 헤더를 통한 5 VDC
팬 속도 제어: 타코미터를 활용한 PWM (Pulse Width Modulation, 펄스 폭 변조) 제어
최대 풍량: 1.09 CFM (Cubic Feet per Minute, 분당 입방피트)
최대 팬 속도: 8000 RPM ± 15%
제품 재질: 아노다이징 처리된 알루미늄
자세한 M.2 HAT+ 설치 방법은 여기에서 확인하실 수 있습니다.
설치 방법을 보완하고 이 업그레이드와 관련된 궁금증을 해소하기 위해 설치 과정에 대한 사진들도 아래에 제공하였습니다. 다음 사진은 라즈베리 파이 Pi 512 GB SSD가 장착된 라즈베리 파이 M.2 HAT+ 아래에 액티브 쿨러를 조립하는 과정의 일부를 보여줍니다.
다음 사진은 방열판의 뒷면을 보여줍니다 (방열 패드의 보호 필름은 이미 제거된 상태입니다).
다음 사진과 같이 라즈베리 파이에 장착합니다.
다음은 방열판을 근접 촬영한 사진입니다.
스프링이 장착된 푸시 핀을 사용해 보드에 올바르게 고정했다면 케이블을 전원 포트에 연결합니다.
다음은 보드 뒷면의 푸시 핀을 근접 촬영한 사진입니다.
다음은 정렬 상태를 윗면에서 바라본 사진입니다.
다음 단계는 전원 케이블을 연결하는 것입니다.
아래와 같이 케이블을 연결합니다.
올바르게 연결하였다면 다음 단계를 진행합니다 (M.2 HAT+에 걸리지 않도록 케이블을 정리합니다).
SSD가 장착된 라즈베리 파이 M.2 HAT+를 상단에 장착합니다.
위 사진과 같이 핀들이 올바르게 정렬되었는지 확인하면서 천천히 장착합니다. 그런 다음 아래 사진처럼 4개의 플라스틱 나사로 고정합니다.
마지막으로 설치가 완료된 모습입니다.
액티브 쿨러의 특성을 확인하기 위해 열 시험을 수행하였습니다.
이 그래프는 액티브 쿨러가 실제로 CPU의 온도를 낮추는데 효과적임을 보여줍니다. X축은 시간에 따른 측정을 나타내며, Y축은 CPU 온도를 나타냅니다. 초기 400개의 포인트는 팬이 꺼진 상태에서 집중적으로 연산을 처리하는 동안 수집되었습니다. 팬은 x축 약 400 지점에서 켜졌습니다. 서로 다른 듀티 사이클 조건의 팬이 기준 온도인 50℃에 도달하면 꺼지고 (온도가 상승하면) 다시 켜지는 것을 볼 수 있습니다. 그래프는 팬이 켜지자마자 온도가 감소하는 모습을 보여주며 (듀티 사이클이 클수록 온도 상승 감쇠 시간 상수에 따른 상어 지느러미 형태의 파형에서 최고·최저점간 차이도 커집니다), 따라서 가변 듀티 사이클 기반 강제 냉각 방식이 효과적임을 보여줍니다. 또한 듀티 사이클이 클수록 팬이 온도 분포를 더욱 효과적으로 낮춘다는 점도 알 수 있습니다. 실제 측정은 제어되지 않은 실내 환경에서 기준 온도를 50 ℃로 설정하고 수행되었습니다. 라즈베리 파이 5의 CPU 온도를 상승시키기 위해 다음 명령을 사용하였습니다.
$ sysbench --test=cpu --cpu-max-prime=500000000 run &
이 글이 Raspberry Pi 5에 라즈베리 파이 M.2 HAT+가 번들로 포함된 SSD 키트와 액티브 쿨러를 설치하는 과정에 대한 이해에 도움이 되었기를 바랍니다. 또한 라즈베리 파이 5의 온도를 얼마나 효과적으로 제어하는지에 대한 이해에도 도움이 되었기를 바랍니다.
좋은 하루 보내세요!
영문 원본: Raspberry Pi 5 Active Cooler