Нужно ли устанавливать радиаторы на NVMe-накопители?

За последние несколько лет стоимость 2,5-дюймовых твердотельных накопителей снизилась практически до уровня жестких дисков. Теперь на смену SATA-решениям приходят NVMe-накопители, работающие по шине PCI Express. За период 2019-2020 года мы также наблюдаем снижение стоимости на эти устройства, так что на текущий момент они незначительно дороже своих SATA-собратьев.

Главное же их преимущество в том, что такие хранилища данных намного компактнее (как правило, это типоразмер 2280 — 8×2,2 см) и быстрее традиционных SATA SSD. Впрочем, есть и нюанс: с расширением пропускной способности и ростом скорости передачи данных, увеличивается и нагрев компонентной базы накопителей, работающих по протоколу NVMe. В особенности, ситуация с сильным нагревом и последующим троттлингом типична для устройств бюджетных брендов, которые вызывают у пользователей больший интерес своей ценовой политикой. Вместе с этим добавляется головная боль по части организации грамотного охлаждения в системном блоке: в ход идут дополнительные кулеры и даже специальные радиаторы для отвода тепла от чипов M.2-накопителей.

В комментариях пользователи неоднократно спрашивают у нас про температурные параметры накопителей Kingston: нужно ли на них устанавливать радиаторы» или продумывать иную систему теплоотвода? Мы решили разобраться в этом вопросе: ведь действительно — NVMe-накопители Kingston (например, A2000, КС2000, КС2500) предлагаются без радиаторов в комплекте. Нужен ли им сторонний теплоотвод? Достаточно ли оптимизирована работа этих накопителей, чтобы не заморачиваться покупкой радиатора? Давайте разбираться.

В каких случаях NVMe-накопители сильно нагреваются и чем это грозит?

Что ж…, как мы уже отметили выше, огромная пропускная способность, зачастую, приводит к сильному нагреву контроллеров и чипов памяти NVMe-накопителей при длительной и активной нагрузке (например, при выполнении операций записи большого массива данных). К тому же NVMe SSD потребляют довольно большое количество энергии для работы, и чем больше энергии им требуется, тем сильнее нагрев. Стоит, однако, понимать, что вышеупомянутые операции записи требуют больше количества энергии нежели операции чтения. Поэтому, например, при чтении данных из файлов установленной игры — накопитель греется меньше, чем при записи на него большого количества информации.

Как правило, термическое дросселирование начинается в диапазоне от 80 °C до 105 °C, и это чаще всего достигается при длительной записи файлов в память NVMe-накопителя. Если вы не производите запись в течение 30 минут, вы вряд ли увидите какое-либо снижение производительности, даже не используя радиатор.

Но допустим, что нагрев накопителя все-таки норовит выйти за пределы нормы. Чем это может грозить пользователю? Разве что падением скорости передачи данных, ведь в случае сильного нагрева у NVMe SSD активируется режим пропуска очередей записи для разгрузки контроллера. При этом производительность снижается, но SSD не перегревается. Такая же схема работает в процессорах, когда при чрезмерном нагреве CPU пропускает такты. Но в случае с процессором, пропуски не будут столь заметны пользователю, как с SSD. Нагревшись выше предусмотренного инженерами порога, накопитель начнет пропускать слишком много тактов и вызовет «фризы» в работе операционной системы. Но вот получится ли в повседневных сценариях использования создать такие «проблемы» своему устройству?

Как обстоит дело с нагревом в реальных сценариях использования?

Допустим, что мы решили записать на NVMe-накопитель 100 или 200 Гбайт данных. И взяли для этой процедуры Kingston KC2500, средняя скорость записи у которого составляет 2500 Мбайт/с (согласно нашим тестовым замерам). В случае с файлами, емкостью 200 Гбайт потребуется в среднем 81 секунда, а в случае с сотней гигабайт — всего 40 секунд. За это время накопитель нагреется в рамках допустимых значений (об этом поговорим чуть ниже), и не покажет критических температур и падения производительности, не говоря уж о том, что вы вряд ли будете оперировать столь объемными данными в повседневности.

Как ни крути, а в условиях домашней эксплуатации NVMe-решений операции чтения значительно превалируют перед операциями записи данных. А, как мы уже отметили выше, именно запись данных нагружает чипы памяти и контроллер больше всего. Это и объясняет отсутствие суровых требований к охлаждению. К тому же, если говорить о Kingston KC2500, — следует напомнить, что данная модель предусматривает работу при максимальной нагрузке без дополнительного активного или пассивного охлаждения. Достаточным условием отсутствия троттлинга является вентиляция внутри корпуса, что неоднократно подтверждается нашими измерениями и тестами отраслевых СМИ.

Каков допустимый нагрев у NVMe-накопителей Kingston?

В Интернете есть много исследований и публикаций, которые рассказывают читателям, что оптимальная температура нагрева NVMe-решений не должна превышать 50 °C. Мол, лишь в этом случае накопитель отработает положенный ему срок. Чтобы развеять этот миф, мы обратились непосредственно к инженерам Kingston, и выяснили вот что. Допустимый диапазон рабочих температур для накопителей компании составляет от 0 до 70 °C.

«Какой-то золотой цифры, при которой NAND меньше «умирает» нет, а источникам, которые приводят оптимальную температуру нагрева на уровне 50 °C доверять не стоит, — рассказывают специалисты, — Главное — не допускать длительного перегрева выше 70 °C. И даже в этом случае NVMe SSD может самостоятельно решить проблему сильного нагрева, путем снижения производительности, пропуская такты» (о чем мы и упомянули выше).

В целом твердотельные накопители Kingston — весьма выверенные решения, которые проходят множество тестов на надежность в эксплуатации. В наших измерениях они показали соответствие заявленному температурному диапазону, что допускает их использование без радиаторов. Перегреваться они могут лишь в очень специфических ситуациях: например, если у вас неграмотно устроено охлаждение в системном блоке. Но в этом случае вам нужен не радиатор, а продуманный подход к отводу горячего воздуха из системника в целом.

Температурные параметры Kingston КС2500

При длительной последовательной записи информации на пустой накопитель Kingston КС2500 (1 Тбайт), установленный в материнскую плату ASUS ROG Maximus XI Hero, нагрев устройства без радиатора достигает 68-72 °C (в холостом режиме работы — 47 °C). Установка же радиатора, который идет в комплекте с системной платой, позволяет значительно снизить температуру нагрева до 53-55 °C. Но стоит учитывать, что в данном тесте накопитель был не очень удачно расположен: в непосредственной близости к видеокарте, поэтому радиатор пришелся кстати.

Температурные параметры Kingston A2000

У накопителя Kingston A2000 (1 Тбайт) температурные показатели в холостом режиме работы составляют 35 °C (в закрытом стенде без радиатора, но с хорошей продувкой из четырех кулеров). Нагрев при тестировании бенчмарками при имитации последовательного чтения и записи не превышал 59 °C. Кстати, тестировали мы его на материнской плате ASUS TUF B450-M Plus, у которой вообще нет комплектного радиатора для охлаждения NVMe-решений. И даже при этом накопитель не испытывал сложностей в работе и не достигал критических температур, которые могли бы повлиять на снижение его производительности. Как видите, в данном случае в применении радиатора попросту нет необходимости.

Температурные параметры Kingston КС2000

И еще один протестированный нами накопитель — это Kingston KC2000 (1 Тбайт). При полной нагрузке в закрытом корпусе и без радиатора, устройство нагревается до 74 °C (в холостом режиме — 38 °C). Но в отличие от сценария теста модели A2000, корпус тестовой сборки для измерения характеристик KC2000 не был оборудован дополнительным массивом корпусных кулеров. В данном случае это была тестовая станция со штатным корпусным вентилятором, процессорным кулером и системой охлаждения видеокарты. И, конечно же, нужно принимать во внимание, что тестирование бенчмарками подразумевает длительное воздействие на накопитель, что в повседневных сценариях использования особо и не происходит.

Если все же очень хочется: как установить радиатор на NVMe-накопитель, не нарушая гарантии?

Мы уже убедились, что к накопителям Kingston достаточно естественной вентиляции внутри системного блока для стабильной работы без перегревов компонентов. Тем не менее, есть пользователи, которые ставят радиаторы в качестве решения для моддинга или просто желают перебдеть, снизив температуру нагрева. И здесь они сталкиваются с интересной ситуацией.

Как вы заметили, накопители компании Kingston (и других брендов тоже) снабжены информационной наклейкой, которая расположена аккурат поверх чипов памяти. Возникает вопрос: как же установить термопрокладку радиатора на такую конструкцию? Не будет ли наклейка ухудшать теплоотвод?

В Интернете можно найти много советов на тему того, что наклейку нужно оторвать (при этом вы лишаетесь гарантии на накопитель, а у Kingston она составляет до 5 лет между прочим) и разместить вместо нее термоинтерфейс. Встречаются даже советы на тему «Как снять наклейку с помощью теплового пистолета», если она ни в какую не хочет отрываться от компонентов накопителя.

Сразу предупреждаем: так делать не надо! Наклейки на накопителях сами по себе выполняют роль термоинтерфейсов (а некоторые даже имеют медную фольгированную основу), поэтому термопрокладку можете смело устанавливать поверх. В случае с Kingston КС2500 мы особо не мудрили и использовали термопрокладку от комплектного радиатора материнской платы ASUS ROG Maximus XI Hero. То же самое можно сделать при наличии кастомного радиатора.

Нужны ли твердотельным накопителям NVMe радиаторы?

Нужны ли NVMe-накопителям радиаторы? В случае с накопителями Kingston — нет! Как показали проведенные нами тесты, NVMe SSD Kingston не показывают критических температур в повседневном использовании.

Тем не менее, если вам хочется использовать радиатор в качестве дополнительного украшательства для системного блока, вы вольны применять комплектные теплоотводники материнских плат или поискать стильные варианты послепродажного обслуживания от сторонних производителей.

С другой стороны, если заведомо известно, что внутри корпуса вашего ПК температура нагрева компонентов всегда высокая (близка к 70 °C), то радиатор будет исполнять роль уже не только декора. Однако в этом случае мы рекомендуем комплексно поработать над корпусной системой охлаждения, а не надеяться на одни лишь радиаторы.

Для получения дополнительной информации о продуктах Kingston Technology обращайтесь на официальный сайт компании.

Источник: habr.com