In den letzten Jahren ist der Preis für 2,5-Zoll-SSD-Festplatten nahezu auf das Niveau von Festplatten gesunken. Nun werden SATA-Lösungen zunehmend durch NVMe-SSDs ersetzt, die über den PCI-Express-Bus betrieben werden. Im Zeitraum von 2019 bis 2020 haben wir auch einen Rückgang der Preise für diese Geräte beobachtet, sodass sie momentan nur unwesentlich teurer sind als ihre SATA-Pendants.
Ihr Hauptvorteil liegt jedoch darin, dass diese Datenspeicher viel kompakter sind (in der Regel in der Größe 2280 – 8×2,2 cm) und schneller als herkömmliche SATA-SSDs. Allerdings gibt es einen Haken: Mit der Erhöhung der Bandbreite und der Geschwindigkeit der Datenübertragung steigt auch die Wärmeentwicklung der Komponenten von NVMe-Laufwerken. Besonders ausgeprägt ist das Problem der hohen Temperaturen und des anschließenden Throttling bei Geräten von Budget-Marken, die bei den Nutzern aufgrund ihrer Preispolitik größeres Interesse wecken. Dies führt zusätzlich zu Kopfschmerzen in Bezug auf die Organisation einer angemessenen Kühlung im Gehäuse: zusätzliche Lüfter und sogar spezielle Kühler zur Wärmeableitung von M.2-SSDs werden benötigt.
In den Kommentaren fragen die Nutzer immer wieder nach den Temperaturparametern der Kingston-Laufwerke: Muss man Kühlkörper installieren oder ein anderes Kühlsystem in Betracht ziehen? Wir haben beschlossen, dieser Frage nachzugehen: Es stimmt, dass NVMe-Laufwerke von Kingston (zum Beispiel, , , ) ohne Kühler im Lieferumfang angeboten werden. Benötigen sie eine externe Kühlung? Ist die Arbeitsweise dieser Laufwerke ausreichend optimiert, sodass man sich nicht mit dem Kauf eines Kühlkörpers belasten muss? Lassen Sie uns das klären.
In welchen Fällen überhitzen NVMe-Laufwerke stark und welche Risiken birgt das?
Nun ja..., wie bereits oben erwähnt, führt eine enorme Bandbreite oft zu einer starken Erwärmung der Controller und der NVMe-Speicherchips bei längerer und intensiver Belastung (zum Beispiel beim Schreiben großer Datenmengen). Zudem verbrauchen NVMe-SSDs ziemlich viel Energie im Betrieb, und je mehr Energie benötigt wird, desto stärker ist die Erwärmung. Es ist jedoch wichtig zu verstehen, dass die oben genannten Schreibvorgänge mehr Energie erfordern als Lesevorgänge. Daher wird beispielsweise beim Lesen von Daten aus den Dateien eines installierten Spiels der Speicher weniger heiß als beim Schreiben großer Datenmengen darauf.
In der Regel beginnt das thermische Throttling im Bereich von 80 °C bis 105 °C, und dies wird meist beim langfristigen Schreiben von Dateien auf den NVMe-Speicher erreicht. Wenn Sie 30 Minuten lang nichts schreiben, werden Sie wahrscheinlich keine Leistungsreduktion feststellen, auch ohne einen Kühler zu verwenden.
Angenommen, die Erwärmung des Speichers überschreitet dennoch die Norm. Was könnte das für den Benutzer bedeuten? Allenfalls ein Rückgang der Datenübertragungsgeschwindigkeit, denn bei starker Erwärmung aktiviert der NVMe-SSD den Schreibwarteschlangen-Skip-Modus, um den Controller zu entlasten. Dabei sinkt die Leistung, aber die SSD wird nicht überhitzt. Ein ähnliches Prinzip funktioniert bei CPUs, wenn der Prozessor bei übermäßiger Erwärmung Takte auslässt. Aber im Falle des Prozessors sind die Ausfälle für den Benutzer weniger spürbar als bei einer SSD. Wenn der Speicher über den von den Ingenieuren vorgesehenen Schwellenwert erhitzt wird, beginnt er, zu viele Takte auszulassen, was zu „Rucklern“ im Betriebssystem führen kann. Aber wird es in alltäglichen Nutzungsszenarien möglich sein, solche „Probleme“ für Ihr Gerät zu erzeugen?
Wie sieht es mit der Erwärmung in realen Nutzungsszenarien aus?
Angenommen, wir wollen 100 oder 200 GB Daten auf den NVMe-Speicher schreiben. Und wir haben für diesen Vorgang ausgewählt , die durchschnittliche Schreibgeschwindigkeit beträgt 2500 MB/s (laut unseren Tests). Im Falle von Dateien mit einer Größe von 200 GB benötigen wir durchschnittlich 81 Sekunden, während es bei hundert Gigabyte nur 40 Sekunden dauert. Während dieser Zeit erwärmt sich das Speichermedium innerhalb der zulässigen Werte (darüber sprechen wir gleich), und es zeigt keine kritischen Temperaturen oder Leistungseinbußen, ganz zu schweigen davon, dass es unwahrscheinlich ist, dass Sie regelmäßig mit solch großen Datenmengen arbeiten.
So oder so, im häuslichen Umfeld überwiegen die Lesevorgänge bei NVMe-Lösungen deutlich gegenüber den Schreibvorgängen. Und wie wir bereits erwähnt haben, belasten gerade die Schreibvorgänge die Speicherchips und den Controller am meisten. Das erklärt das Fehlen strenger Kühlanforderungen. Darüber hinaus sollte erwähnt werden, dass das Kingston KC2500-Modell für den Betrieb unter maximaler Last ohne zusätzliche aktive oder passive Kühlung ausgelegt ist. Eine ausreichende Belüftung im Gehäuse ist eine Voraussetzung, um Throttling zu vermeiden, was durch unsere Messungen und Tests in Fachmedien mehrfach bestätigt wurde.
Wie hoch darf die Temperatur bei NVMe-Speichermedien von Kingston sein?
Im Internet gibt es viele Studien und Publikationen, die den Lesern erzählen, dass die optimale Betriebstemperatur von NVMe-Lösungen 50 °C nicht überschreiten sollte. Nur dann wird das Speichermedium die vorgesehene Lebensdauer erreichen. Um diesen Mythos zu entkräften, haben wir uns direkt an die Ingenieure von Kingston gewandt und Folgendes herausgefunden: Der zulässige Temperaturbereich für die Speichermedien des Unternehmens liegt zwischen 0 und 70 °C.
„Es gibt keine goldene Zahl, bei der NAND weniger 'stirbt', und Quellen, die die optimale Betriebstemperatur bei 50 °C angeben, sind nicht vertrauenswürdig“, erklären die Fachleute. „Das Wichtigste ist, eine längere Überhitzung über 70 °C zu vermeiden. Selbst in diesem Fall kann das NVMe SSD-Tool das Problem einer starken Erwärmung selbst lösen, indem es die Leistung durch das Überspringen von Takten reduziert.“ (wie bereits oben erwähnt.)
Insgesamt sind die Kingston-SSD-Lösungen recht ausgeklügelt und bestehen zahlreiche Zuverlässigkeitstests. In unseren Messungen zeigten sie eine Einhaltung des angegebenen Temperaturbereichs, was ihren Einsatz ohne Kühler erlaubt. Überhitzen können sie nur in sehr spezifischen Situationen: zum Beispiel, wenn Ihre Kühlung im Gehäuse schlecht konzipiert ist. In diesem Fall benötigen Sie jedoch keinen Kühler, sondern einen durchdachten Ansatz zur Ableitung heißer Luft aus dem Gehäuse insgesamt.
Temperaturparameter von Kingston KC2500
Bei längeren sequenziellen Schreibvorgängen auf ein leeres Laufwerk , der auf dem Mainboard ASUS ROG Maximus XI Hero installiert ist, erreicht die Temperatur des Geräts ohne Kühler 68-72 °C (im Leerlauf 47 °C). Wenn jedoch ein Kühler installiert wird, der mit dem Mainboard geliefert wird, kann die Temperatur deutlich auf 53-55 °C gesenkt werden. Allerdings sollte man berücksichtigen, dass das Laufwerk in diesem Test nicht sehr günstig positioniert war: in unmittelbarer Nähe zur Grafikkarte, weshalb der Kühler sehr relevant war.
Temperaturparameter von Kingston A2000
Bei dem Laufwerk betragen die Temperaturwerte im Leerlauf 35 °C (in einem geschlossenen Teststand ohne Kühler, jedoch mit guter Luftzirkulation durch vier Lüfter). Die Temperatur während der Benchmark-Tests, die sequentielles Lesen und Schreiben simulierten, überschritt nicht 59 °C. Interessanterweise haben wir es auf dem Mainboard ASUS TUF B450-M Plus getestet, das keinen mitgelieferten Kühler für NVMe-Lösungen hat. Und selbst dabei hatte das Laufwerk keine Schwierigkeiten im Betrieb und erreichte keine kritischen Temperaturen, die seine Leistung beeinträchtigen könnten. Wie Sie sehen, besteht in diesem Fall wirklich keine Notwendigkeit für einen Kühler.
Temperaturparameter von Kingston KC2000
Ein weiteres von uns getestetes Laufwerk ist . Bei voller Auslastung in einem geschlossenen Gehäuse und ohne Kühler erhitzt sich das Gerät auf 74 °C (im Leerlauf – 38 °C). Im Gegensatz zum Testscenario des Modells A2000, war das Gehäuse des Testaufbaus zur Messung der Eigenschaften war nicht mit einem zusätzlichen Array von Gehäuselüftern ausgestattet. In diesem Fall handelte es sich um eine Teststation mit einem Standard-Gehäuselüfter, einem CPU-Kühler und einem Kühlsystem für die Grafikkarte. Und natürlich muss berücksichtigt werden, dass das Testen mit Benchmarks eine längere Belastung für das Speichermedium bedeutet, was in alltäglichen Anwendungsszenarien eher nicht vorkommt.
Wenn Sie es dennoch wirklich wünschen: wie installiert man einen Kühler auf einem NVMe-Speicher, ohne die Garantie zu verletzen?
Wir haben bereits festgestellt, dass die Kingston-Speicher ausreichend natürliche Belüftung innerhalb des Gehäuses für einen stabilen Betrieb ohne Überhitzung der Komponenten haben. Dennoch gibt es Benutzer, die Kühler als Modding-Lösung installieren oder einfach nur vorsichtig sein möchten, um die Temperatur zu senken. Dabei stoßen sie auf eine interessante Situation.
Wie Sie bemerkt haben, sind die Speicherprodukte von Kingston (und auch von anderen Marken) mit einem Informationsaufkleber versehen, der direkt über den Speicherchips platziert ist. Die Frage ist: Wie installiert man ein Wärmeleitpad für den Kühler auf dieser Konstruktion? Wird der Aufkleber den Wärmeabfluss beeinträchtigen?
Im Internet findet man viele Ratschläge, dass der Aufkleber entfernt werden sollte (in diesem Fall verlieren Sie die Garantie auf den Speicher, die bei Kingston übrigens bis zu 5 Jahre beträgt) und stattdessen ein Wärmeleitmedium platziert werden sollte. Es gibt sogar Tipps dazu, "Wie man den Aufkleber mit einer Heißluftpistole entfernt", wenn er sich partout nicht von den Speicherkomponenten lösen lassen will.
Wir warnen gleich: So sollte man es nicht machen! Die Aufkleber auf den Speichern selbst dienen als Wärmeleitmittel (einige haben sogar eine kupferne Folienbasis), daher können Sie das Wärmeleitpad bedenkenlos darüber anbringen. Im Fall von Kingston KС2500 haben wir uns nicht großartig angestrengt und das Wärmeleitpad vom beiliegenden Kühler des ASUS ROG Maximus XI Hero-Motherboards verwendet. Das gleiche kann man tun, wenn man einen benutzerdefinierten Kühler hat.
Sind Kühler für NVMe-SSDs notwendig?
Sind Kühler für NVMe-Speicher notwendig? Im Fall der Kingston-Speicher — nein! Wie unsere durchgeführten Tests gezeigt haben, zeigen die NVMe SSDs von Kingston in der alltäglichen Nutzung keine kritischen Temperaturen.
Dennoch, wenn Sie den Kühler als zusätzliches Dekor für das Gehäuse verwenden möchten, können Sie die mitgelieferten Kühlkörper der Motherboards nutzen oder stilvolle Optionen von Drittanbietern suchen.
Andererseits, wenn bekannt ist, dass die Temperatur der Komponenten in Ihrem PC-Gehäuse immer hoch ist (nahe 70 °C), wird der Kühler nicht nur als Dekoration dienen. In diesem Fall empfehlen wir, das Kühlsystem des Gehäuses umfassend zu verbessern und sich nicht nur auf Kühler zu verlassen.
Für weitere Informationen zu Produkten von Kingston Technology wenden Sie sich bitte an der Firma.
Quelle: habr.com
