In den letzten Jahren sind die Preise für 2,5-Zoll-SSD-Laufwerke nahezu auf das Niveau von Festplatten gesunken. Jetzt ersetzen NVMe-Laufwerke die SATA-Lösungen, die über den PCI-Express-Bus arbeiten. Im Zeitraum von 2019 bis 2020 haben wir auch einen Rückgang der Preise für diese Geräte gesehen, sodass sie mittlerweile nur geringfügig teurer sind als ihre SATA-Pendants.
Ihr größter Vorteil liegt darin, dass diese Datenspeicher wesentlich kompakter sind (in der Regel im Format 2280 — 8×2,2 cm) und schneller als traditionelle SATA-SSDs. Es gibt jedoch einen Nachteil: Mit der Erhöhung der Bandbreite und der Geschwindigkeit der Datenübertragung steigt auch die Wärmeentwicklung der NVMe-Laufwerke. Insbesondere die Problematik der Überhitzung und des anschließenden Drosselns ist typisch für Geräte günstiger Marken, die bei den Nutzern vor allem wegen ihrer Preispolitik großes Interesse wecken. Darüber hinaus entsteht der Aufwand, eine effektive Kühlung im Gehäuse zu gewährleisten: Zusätzliche Lüfter und sogar spezielle Kühler zur Ableitung der Wärme von den M.2-Laufwerken kommen zum Einsatz.
In den Kommentaren fragen die Nutzer immer wieder nach den Temperaturparametern der Kingston-Speicher: Brauchen sie Kühlkörper oder sollten wir ein anderes Kühlsystem in Betracht ziehen? Wir haben uns entschieden, dieser Frage nachzugehen: Denn tatsächlich kommen die NVMe-Speicher von Kingston (zum Beispiel , , ) ohne im Lieferumfang enthaltene Kühlkörper. Benötigen sie eine externe Kühlung? Ist die Leistung dieser Speicher ausreichend optimiert, um sich keine Gedanken über den Kauf eines Kühlkörpers machen zu müssen? Lassen Sie uns das klären.
Wann überhitzen NVMe-Speicher stark und welche Konsequenzen hat das?
Wie bereits erwähnt, führt eine hohe Bandbreite oft zu starkem Wärmeaufbau in den Controllern und NVMe-Speicherchips bei langanhaltender und aktiver Nutzung (z. B. beim Schreiben großer Datenmengen). Zudem benötigen NVMe-SSDs relativ viel Energie für ihren Betrieb; je mehr Energie sie benötigen, desto stärker wird die Hitzeentwicklung. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die oben genannten Schreibvorgänge mehr Energie verbrauchen als Lesevorgänge. Daher wird der Speicher beispielsweise beim Lesen von Daten aus einer installierten Spieldatei weniger heiß als beim Schreiben großer Datenmengen auf ihn.
In der Regel beginnt das thermische Throttling bei Temperaturen zwischen 80 °C und 105 °C, was oft während des längeren Schreibens von Dateien in den NVMe-Speicher erreicht wird. Wenn Sie über 30 Minuten hinweg nicht schreiben, werden Sie wahrscheinlich keine Leistungseinbußen feststellen, selbst wenn kein Kühler eingesetzt wird.
Angenommen, die Temperatur des Speichermediums neigt dazu, über den normalen Bereich hinauszugehen. Was könnte das für den Nutzer bedeuten? Allenfalls einen Rückgang der Datenübertragungsrate, denn bei starker Überhitzung aktiviert ein NVMe SSD den Schreibwarteschlangen-Bypass-Modus, um den Controller zu entlasten. Dabei sinkt die Leistung, aber der SSD überhitzt nicht. Ein ähnliches Prinzip gilt für Prozessoren: Wenn der CPU übermäßig heiß wird, überspringt er Zyklen. Allerdings sind diese Überspringungen bei Prozessoren für den Nutzer weniger auffällig als bei SSDs. Überschreitet der Speicher den von den Ingenieuren festgelegten Schwellenwert, beginnt er, zu viele Zyklen zu überspringen, was zu „Rucklern“ im Betriebssystem führen kann. Doch kann man in alltäglichen Nutzungsszenarien tatsächlich solche „Probleme“ für sein Gerät erzeugen?
Wie sieht es mit der Überhitzung in realen Nutzungsszenarien aus?
Nehmen wir an, wir möchten 100 oder 200 GB Daten auf ein NVMe-Laufwerk schreiben. Und wir haben für diesen Vorgang , die durchschnittliche Schreibgeschwindigkeit beträgt 2500 MB/s (laut unseren Tests). Bei einer Dateigröße von 200 GB benötigen Sie im Durchschnitt 81 Sekunden, und bei 100 GB sind es nur 40 Sekunden. In dieser Zeit wird das Laufwerk innerhalb der zulässigen Werte erwärmen (darüber werden wir gleich sprechen) und erreicht keine kritischen Temperaturen oder Leistungseinbrüche. Ganz zu schweigen davon, dass Sie wahrscheinlich im Alltag nicht mit solchen großen Datenmengen arbeiten werden.
In einer häuslichen Nutzung von NVMe-Lösungen überwiegen Lesevorgänge deutlich die Schreibvorgänge. Und, wie bereits besprochen, belasten gerade die Schreibvorgänge die Speicherchips und den Controller am meisten. Das erklärt auch, warum es keine strengen Anforderungen an die Kühlung gibt. Zudem sollte angemerkt werden, dass das Modell Kingston KC2500 dafür ausgelegt ist, unter maximaler Belastung ohne zusätzliche aktive oder passive Kühlung zu arbeiten. Eine ausreichende Belüftung im Gehäuse ist ausreichend, um Throttling zu vermeiden, was durch unsere Messungen und Tests in Fachzeitschriften wiederholt bestätigt wurde.
Wie hoch darf die Temperatur bei Kingston NVMe-Laufwerken sein?
Im Internet gibt es viele Studien und Publikationen, die den Lesern mitteilen, dass die optimale Betriebstemperatur für NVMe-Lösungen 50 °C nicht überschreiten sollte. Nur dann hält das Laufwerk seine garantierte Lebensdauer. Um diesen Mythos zu widerlegen, haben wir uns direkt an die Ingenieure von Kingston gewandt und Folgendes herausgefunden: Der zulässige Temperaturbereich für die Laufwerke des Unternehmens liegt zwischen 0 und 70 °C.
Es gibt keinen „goldenen Wert“, bei dem NAND weniger anfällig für Ausfälle ist, und Quellen, die eine optimale Betriebstemperatur von 50 °C angeben, sollten mit Vorsicht betrachtet werden, sagen die Experten. Das Wichtigste ist, eine längere Überhitzung über 70 °C zu vermeiden. Selbst in diesem Fall kann ein NVMe-SSD das Problem der Überhitzung durch Leistungseinschränkung selbstständig lösen, indem es Takte überspringt. (wie wir oben erwähnt haben).
Insgesamt sind die SSDs von Kingston sehr ausgewogene Lösungen, die zahlreichen Zuverlässigkeitstests standhalten. In unseren Messungen erfüllten sie den angegebenen Temperaturbereich, was ihren Einsatz ohne zusätzliche Kühlung ermöglicht. Eine Überhitzung kann nur in sehr speziellen Situationen auftreten: Zum Beispiel, wenn die Kühlung im Gehäuse nicht richtig gestaltet ist. In diesem Fall benötigen Sie jedoch nicht nur einen Kühlkörper, sondern vielmehr einen durchdachten Ansatz zur Ableitung der heißen Luft aus dem System insgesamt.
Temperaturparameter der Kingston KC2500
Bei längeren sequentiellen Schreibvorgängen auf ein leeres Laufwerk , installiert auf dem ASUS ROG Maximus XI Hero-Motherboard, erreicht die Temperatur des Geräts ohne Kühlkörper 68-72 °C (im Leerlauf 47 °C). Mit dem Kühler, der im Lieferumfang des Motherboards enthalten ist, kann die Temperatur jedoch deutlich auf 53-55 °C gesenkt werden. Es ist jedoch zu beachten, dass der Speicher in diesem Test nicht optimal platziert war: in unmittelbarer Nähe zur Grafikkarte, weshalb der Kühler sehr nützlich war.
Temperaturparameter des Kingston A2000
Der Speicher Die Temperaturwerte im Leerlauf liegen bei 35 °C (in einem geschlossenen Gehäuse ohne Kühlkörper, aber mit guter Belüftung durch vier Lüfter). Während der Benchmark-Tests, die ein sequenzielles Lesen und Schreiben simulierten, überschritt die Temperatur nicht 59 °C. Übrigens haben wir ihn auf einem ASUS TUF B450-M Plus Mainboard getestet, das keinen mitgelieferten Kühler für NVMe-Lösungen hat. Selbst dabei hatte das Laufwerk keine Probleme und erreichte nicht die kritischen Temperaturen, die die Leistung beeinträchtigen könnten. Wie Sie sehen, ist der Einsatz eines Kühlkörpers in diesem Fall einfach nicht erforderlich.
Temperaturparameter des Kingston KC2000
Und ein weiteres von uns getestetes Laufwerk ist . Unter voller Last in einem geschlossenen Gehäuse und ohne Kühlkörper erreicht das Gerät 74 °C (im Leerlauf 38 °C). Im Gegensatz zum Testzenario des A2000-Modells war das Gehäuse des Testaufbaus für die Leistungsbewertung Es war nicht mit einer zusätzlichen Reihe von Gehäuselüftern ausgestattet. In diesem Fall handelte es sich um eine Teststation mit dem standardmäßigen Gehäuselüfter, einem Prozessorlüfter und einem Kühlsystem für die Grafikkarte. Außerdem sollte man beachten, dass Benchmark-Tests eine längere Belastung des Speichers beinhalten, was in alltäglichen Nutzungsszenarien eher nicht der Fall ist.
Falls Sie es dennoch unbedingt wissen möchten: Wie installiert man einen Kühler auf einem NVMe-Speicher, ohne die Garantie zu verletzen?
Wir haben bereits festgestellt, dass Kingston-Speicher bereits mit natürlicher Belüftung innerhalb des Gehäuses auskommen, um eine stabile Leistung ohne Überhitzung der Komponenten zu gewährleisten. Trotzdem gibt es Benutzer, die Kühler als Modding-Lösung verwenden oder einfach möchten, dass die Betriebstemperatur niedriger bleibt. Hierbei stoßen sie auf eine interessante Situation.
Wie Sie vielleicht bemerkt haben, sind die Speicher von Kingston (und anderen Marken) mit einem Informationsaufkleber versehen, der direkt über den Speicherchips angebracht ist. Die Frage ist: Wie bringt man eine Wärmeleitpad für den Kühlkörper bei einer solchen Konstruktion an? Wird der Aufkleber die Wärmeabfuhr beeinträchtigen?
Im Internet gibt es viele Ratschläge, dass man den Aufkleber abreißen sollte (wobei man die Garantie auf das Laufwerk verliert, die bei Kingston übrigens bis zu 5 Jahre beträgt) und an seiner Stelle eine Wärmeleitpaste anbringen muss. Es gibt sogar Tipps, wie man den Aufkleber mit einem Heißluftpistole abbekommt, falls er sich nicht von den Komponenten des Laufwerks lösen möchte.
Wir warnen sofort: So sollte man es nicht machen! Die Aufkleber auf den Laufwerken fungieren selbst als Wärmeleitmittel (und einige haben sogar eine kupferne Folienbasis), deshalb können Sie das Wärmeleitpad bedenkenlos darauf anbringen. Im Fall des Kingston KC2500 haben wir es uns einfach gemacht und das Wärmeleitpad vom mitgelieferten Kühler des ASUS ROG Maximus XI Hero verwendet. Dasselbe kann man auch mit einem benutzerdefinierten Kühler machen.
Brauchen NVMe-SSD Kühlkörper?
Brauchen NVMe-SSDs Kühlkörper? Bei Kingston-SSDs ist das nicht notwendig! Unsere Tests zeigen, dass Kingston NVMe SSDs im täglichen Gebrauch keine kritischen Temperaturen erreichen.
Wenn Sie jedoch einen Kühlkörper als zusätzliche Verzierung Ihres PC-Gehäuses verwenden möchten, können Sie die mitgelieferten Kühlkörper der Mainboards nutzen oder nach stilvollen Optionen von Drittanbietern suchen.
Auf der anderen Seite, wenn bereits bekannt ist, dass die Temperaturen im Inneren Ihres PCs immer hoch sind (nahe 70 °C), wird der Kühlkörper nicht nur dekorative Funktion haben. In diesem Fall empfehlen wir, aktiv an der Gehäusekühlung zu arbeiten, anstatt sich nur auf den Kühlkörper zu verlassen.
Für weitere Informationen zu den Produkten von Kingston Technology wenden Sie sich an das Unternehmen.
Quelle: habr.com
