In den letzten Jahren sind die Kosten für 2,5-Zoll-SSDs fast auf das gleiche Niveau wie für HDDs gesunken. Jetzt werden SATA-Lösungen durch NVMe-Laufwerke ersetzt, die auf dem PCI-Express-Bus arbeiten. Im Zeitraum 2019-2020 haben wir auch einen Rückgang der Kosten dieser Geräte beobachtet, sodass sie derzeit etwas teurer sind als ihre SATA-Gegenstücke.
Ihr Hauptvorteil besteht darin, dass solche Datenspeicher viel kompakter (normalerweise Größe 2280 - 8x2,2 cm) und schneller sind als herkömmliche SATA-SSDs. Es gibt jedoch eine Nuance: Mit der Erweiterung der Bandbreite und der Erhöhung der Datenübertragungsgeschwindigkeit steigt auch die Erwärmung der Komponentenbasis von Laufwerken, die mit dem NVMe-Protokoll arbeiten. Insbesondere die Situation mit starker Erwärmung und anschließender Drosselung ist typisch für Geräte von Budgetmarken, die mit ihrer Preispolitik ein größeres Interesse bei den Nutzern wecken. Gleichzeitig gibt es Probleme bei der Organisation einer ordnungsgemäßen Kühlung in der Systemeinheit: Zusätzliche Kühler und sogar spezielle Kühler werden verwendet, um die Wärme von M.2-Laufwerkschips abzuleiten.
In den Kommentaren fragen uns Benutzer immer wieder nach den Temperaturparametern von Kingston-Laufwerken: Müssen sie darauf Kühler installieren oder über ein anderes Wärmeableitungssystem nachdenken? Wir haben uns entschlossen, dieses Problem zu untersuchen: Schließlich sind Kingston NVMe-Laufwerke (z. B. , , ) werden ohne Heizkörper angeboten. Benötigen sie einen Kühlkörper eines Drittanbieters? Ist der Betrieb dieser Laufwerke so optimiert, dass Sie sich nicht die Mühe machen müssen, einen Kühlkörper zu kaufen? Lass es uns herausfinden.
In welchen Fällen werden NVMe-Laufwerke sehr heiß und was sind die Folgen?
Nun ja... wie oben erwähnt, führt eine große Bandbreite häufig zu einer starken Erwärmung der Controller und Speicherchips von NVMe-Laufwerken bei längerer und aktiver Belastung (z. B. beim Ausführen von Schreibvorgängen für große Datenmengen). Darüber hinaus verbrauchen NVMe-SSDs im Betrieb relativ viel Energie und je mehr Energie sie benötigen, desto stärker erwärmen sie sich. Es ist jedoch zu beachten, dass die oben genannten Schreibvorgänge mehr Energie benötigen als Lesevorgänge. Daher erwärmt sich das Laufwerk beispielsweise beim Lesen von Daten aus Dateien eines installierten Spiels weniger als beim Schreiben großer Informationsmengen darauf.
Typischerweise beginnt die thermische Drosselung zwischen 80 °C und 105 °C und wird am häufigsten während längerer Zeiträume erreicht, in denen Dateien in den Speicher des NVMe-Laufwerks geschrieben werden. Wenn Sie 30 Minuten lang nicht aufnehmen, ist es unwahrscheinlich, dass es zu Leistungseinbußen kommt, selbst wenn Sie den Kühlkörper nicht verwenden.
Gehen wir jedoch davon aus, dass die Erwärmung des Laufwerks immer noch über die normalen Grenzen hinausgeht. Wie kann dies eine Bedrohung für den Benutzer darstellen? Möglicherweise ein Rückgang der Datenübertragungsgeschwindigkeit, da die NVMe-SSD bei starker Erwärmung den Modus zum Überspringen von Schreibwarteschlangen aktiviert, um den Controller zu entlasten. In diesem Fall nimmt die Leistung ab, die SSD überhitzt jedoch nicht. Das gleiche Schema funktioniert bei Prozessoren, bei denen die CPU bei Überhitzung Taktzyklen überspringt. Doch bei einem Prozessor werden die Lücken für den Nutzer nicht so deutlich auffallen wie bei einer SSD. Wenn das Laufwerk über den von den Ingenieuren vorgesehenen Schwellenwert hinaus erhitzt wird, beginnt es, zu viele Taktzyklen zu überspringen und den Betrieb des Betriebssystems „einzufrieren“. Aber kann es im alltäglichen Gebrauch zu solchen „Problemen“ für Ihr Gerät kommen?
Wie geht es mit der Erwärmung in realen Nutzungsszenarien um?
Nehmen wir an, wir entscheiden uns, 100 oder 200 GB Daten auf ein NVMe-Laufwerk zu schreiben. Und sie haben es für dieses Verfahren genommen , dessen durchschnittliche Schreibgeschwindigkeit 2500 MB/s beträgt (laut unseren Testmessungen). Bei Dateien mit einer Kapazität von 200 GB dauert es durchschnittlich 81 Sekunden, bei 40 Gigabyte nur XNUMX Sekunden. Während dieser Zeit erwärmt sich das Laufwerk innerhalb akzeptabler Werte (wir werden weiter unten darüber sprechen) und zeigt keine kritischen Temperaturen oder Leistungseinbußen, ganz zu schweigen von der Tatsache, dass Sie wahrscheinlich keine so großen Datenmengen betreiben werden Alltagsleben.
Was auch immer man sagen mag, im Heimgebrauch von NVMe-Lösungen überwiegen Lesevorgänge deutlich gegenüber Datenschreibvorgängen. Und wie oben erwähnt, ist es die Datenaufzeichnung, die die Speicherchips und den Controller am meisten belastet. Dies erklärt das Fehlen strenger Kühlanforderungen. Wenn wir über den Kingston KC2500 sprechen, sollte außerdem daran erinnert werden, dass dieses Modell den Betrieb bei maximaler Last ohne zusätzliche aktive oder passive Kühlung ermöglicht. Eine ausreichende Voraussetzung für die Abwesenheit von Throttling ist eine Belüftung im Inneren des Gehäuses, was unsere Messungen und Tests von Branchenmedien immer wieder bestätigen.
Wie hoch ist die thermische Toleranz von Kingston NVMe-Laufwerken?
Es gibt viele Studien und Veröffentlichungen im Internet, die den Lesern mitteilen, dass die optimale Heiztemperatur für NVMe-Lösungen 50 °C nicht überschreiten sollte. Sie sagen, dass das Laufwerk nur in diesem Fall die ihm zugewiesene Zeit ausschöpfen kann. Um diesen Mythos zu zerstreuen, haben wir uns direkt an die Ingenieure von Kingston gewandt und dies herausgefunden. Der zulässige Betriebstemperaturbereich für die Antriebe des Unternehmens liegt zwischen 0 und 70 °C.
„Es gibt keinen goldenen Wert, bei dem NAND weniger „abstirbt“, und Quellen, die eine optimale Heiztemperatur von 50 °C liefern, sollte man nicht vertrauen“, sagen Experten. „Das Wichtigste ist, eine längere Überhitzung über 70 °C zu vermeiden.“ Und selbst in diesem Fall kann die NVMe-SSD das Problem der hohen Erwärmung selbstständig lösen, indem sie die Leistung durch das Überspringen von Taktzyklen reduziert.“ (was wir oben erwähnt haben).
Generell handelt es sich bei Kingston SSDs um sehr bewährte Lösungen, die zahlreiche Tests zur Betriebszuverlässigkeit bestehen. Bei unseren Messungen zeigten sie die Einhaltung des angegebenen Temperaturbereichs, was einen Einsatz ohne Heizkörper ermöglicht. Sie können nur in ganz bestimmten Situationen überhitzen: zum Beispiel, wenn die Kühlung der Systemeinheit schlecht ausgelegt ist. In diesem Fall benötigen Sie jedoch keinen Kühler, sondern einen durchdachten Ansatz zur Entfernung heißer Luft aus der gesamten Systemeinheit.
Temperaturparameter Kingston KS2500
Beim Aufzeichnen von Informationen auf einem leeren Laufwerk über einen längeren Zeitraum nacheinander , installiert im Motherboard ASUS ROG Maximus XI Hero, erreicht die Erwärmung des Geräts ohne Kühler 68-72 °C (im Leerlaufmodus - 47 °C). Durch den Einbau des mit dem Motherboard gelieferten Kühlers kann die Heiztemperatur deutlich auf 53–55 °C gesenkt werden. Es ist jedoch zu bedenken, dass das Laufwerk in diesem Test nicht besonders gut platziert war: in unmittelbarer Nähe zur Grafikkarte, sodass der Kühler praktisch war.
Temperaturparameter Kingston A2000
Bei der Fahrt Die Temperaturwerte liegen im Idle-Betrieb bei 35 °C (im geschlossenen Stand ohne Kühler, aber mit guter Belüftung durch vier Kühler). Beim Testen mit Benchmarks zur Simulation sequentiellen Lesens und Schreibens überstieg die Erwärmung 59 °C nicht. Getestet haben wir es übrigens auf dem ASUS TUF B450-M Plus Mainboard, das über keinen kompletten Kühler zur Kühlung von NVMe-Lösungen verfügt. Und trotzdem hatte das Laufwerk keine Betriebsschwierigkeiten und erreichte keine kritischen Temperaturen, die seine Leistung beeinträchtigen könnten. Wie Sie sehen, ist in diesem Fall einfach kein Heizkörper erforderlich.
Temperaturparameter Kingston KS2000
Und ein weiteres Laufwerk, das wir getestet haben, ist . Bei Volllast im geschlossenen Gehäuse und ohne Kühler erwärmt sich das Gerät auf bis zu 74 °C (im Leerlauf - 38 °C). Doch im Gegensatz zum Testszenario des A2000-Modells dient die Testmontage dem Körper zur Messung der Leistung war nicht mit einer zusätzlichen Reihe von Gehäusekühlern ausgestattet. In diesem Fall handelte es sich um eine Teststation mit Standard-Gehäuselüfter, Prozessorkühler und Grafikkarten-Kühlsystem. Und natürlich müssen Sie berücksichtigen, dass Benchmark-Tests eine langfristige Belastung des Laufwerks erfordern, was in alltäglichen Nutzungsszenarien nicht wirklich vorkommt.
Wenn Sie es trotzdem wirklich wollen: Wie installiert man einen Kühlkörper auf einem NVMe-Laufwerk, ohne die Garantie zu verletzen?
Wir haben bereits dafür gesorgt, dass Kingston-Laufwerke über genügend natürliche Belüftung im Inneren der Systemeinheit verfügen, um einen stabilen Betrieb ohne Überhitzung der Komponenten zu gewährleisten. Allerdings gibt es Anwender, die Kühlkörper als Modding-Lösung einbauen oder einfach auf Nummer sicher gehen und die Heiztemperatur senken wollen. Und hier stehen sie vor einer interessanten Situation.
Wie Sie bemerkt haben, sind Laufwerke von Kingston (und auch von anderen Marken) mit einem Informationsaufkleber ausgestattet, der sich genau auf der Oberseite der Speicherchips befindet. Es stellt sich die Frage: Wie installiert man ein Wärmestrahlerpad auf einer solchen Struktur? Beeinträchtigt der Aufkleber die Wärmeableitung?
Im Internet findet man viele Ratschläge zum Thema Abreißen des Aufklebers (in diesem Fall verfällt die Garantie auf das Laufwerk, bei Kingston übrigens bis zu 5 Jahre) und Anbringen einer thermischen Schnittstelle an seinem Platz. Es gibt sogar Tipps zum Thema „So entfernen Sie einen Aufkleber mit einer Heißluftpistole“, wenn er sich nicht von den Antriebskomponenten lösen möchte.
Wir warnen Sie gleich: Das ist nicht nötig! Die Aufkleber auf den Laufwerken selbst fungieren als thermische Schnittstellen (und einige haben sogar eine Kupferfolienbasis), sodass Sie sicher ein Wärmeleitpad oben anbringen können. Im Fall des Kingston KS2500 haben wir uns nicht allzu sehr bemüht und ein Wärmeleitpad aus dem mitgelieferten Kühlkörper des ASUS ROG Maximus XI Hero-Motherboards verwendet. Das Gleiche können Sie tun, wenn Sie einen maßgefertigten Heizkörper haben.
Benötigen NVMe-SSDs Kühlkörper?
Benötigen NVMe-Laufwerke Kühlkörper? Im Fall von Kingston-Laufwerken – nein! Wie unsere Tests gezeigt haben, erreichen Kingston NVMe SSDs im alltäglichen Gebrauch keine kritischen Temperaturen.
Wenn Sie jedoch einen Kühlkörper als zusätzliche Dekoration für die Systemeinheit verwenden möchten, können Sie die mitgelieferten Kühlkörper auf Motherboards verwenden oder nach stilvollen Aftermarket-Optionen von Drittherstellern suchen.
Wenn Sie jedoch wissen, dass die Heiztemperatur der Komponenten im Inneren Ihres PC-Gehäuses immer hoch ist (nahe 70 °C), dann dient der Kühler nicht mehr nur als Dekoration. Allerdings empfehlen wir in diesem Fall, umfassend an der Gehäusekühlung zu arbeiten und sich nicht nur auf die Kühler zu verlassen.
Weitere Informationen zu den Produkten von Kingston Technology finden Sie unter Unternehmen.
Source: habr.com