NVMe ドライブにヒートシンクを取り付ける必要がありますか?

ここ数年で、2,5 インチ SSD のコストはほぼ HDD のレベルまで下がりました。 現在、SATA ソリューションは、PCI Express バス上で動作する NVMe ドライブに置き換えられています。 2019 年から 2020 年にかけて、これらのデバイスのコストも低下しているため、現時点では SATA デバイスよりも若干高価になっています。

その主な利点は、このようなデータ ストレージが従来の SATA SSD よりもはるかにコンパクト (通常、これは 2280 サイズ - 8 × 2,2 cm) であり、高速であることです。 ただし、微妙な点があります。帯域幅の拡大とデータ転送速度の向上に伴い、NVMe プロトコルを使用して動作するドライブのコンポーネント ベースの発熱も増加します。 特に、強い加熱とその後のスロットリングを伴う状況は、価格設定ポリシーにユーザーの関心をより高める低価格ブランドのデバイスによく見られます。 これに加えて、システム ユニット内の適切な冷却の構成に関して頭痛の種が追加されます。M.2 ドライブ チップから熱を除去するために追加のクーラーや特殊なヒートシンクが使用されることもあります。

コメントの中で、ユーザーは Kingston ドライブの温度パラメータについて繰り返し質問しています。ラジエーターを取り付ける必要があるのか​​、それとも別の放熱システムを検討する必要があるのか​​? 私たちはこの問題を調査することにしました。実際、Kingston NVMe ドライブ (たとえば、 A2000, KS2000, KS2500) はヒートシンクなしで提供されます。 外部ヒートシンクは必要ですか? これらのドライブはヒートシンクを購入しなくても済むほど最適化されていますか? それを理解しましょう。

どのような場合に NVMe ドライブが非常に熱くなりますか?また、それによって何が脅かされますか?

さて…、上で述べたように、帯域幅が巨大であるため、長時間アクティブな負荷がかかると (たとえば、大規模なデータ アレイの書き込み操作を実行するときなど)、NVMe ドライブのコントローラとメモリ チップが激しく発熱することがよくあります。 さらに、NVMe SSD は動作にかなりの量のエネルギーを消費し、より多くの電力が必要になるため、より多くの熱が発生します。 しかしながら、前述の書き込み動作は読み取り動作よりも多くの電力を必要とすることを理解されたい。 したがって、たとえば、インストールされているゲームのファイルからデータを読み取る場合、大量の情報を書き込む場合よりもドライブの発熱が少なくなります。

通常、サーマル スロットリングは 80°C ～ 105°C の間で開始され、これはファイルが NVMe メモリに長時間書き込まれる場合に最もよく発生します。 30 分間書き込みを行わなかった場合、ヒートシンクを使用しなくてもパフォーマンスの低下が見られる可能性はほとんどありません。

しかし、ドライブの加熱が依然として標準を超えようとしていると仮定しましょう。 これがどのようにユーザーを脅かすのでしょうか? おそらくデータ転送速度の低下を除いて、強い加熱が発生した場合、NVMe SSD は書き込みキューをスキップしてコントローラーをアンロードするモードをアクティブにするためです。 これによりパフォーマンスは低下しますが、SSD が過熱することはありません。 過度の加熱により CPU がサイクルをスキップする場合、プロセッサでも同じスキームが機能します。 ただし、プロセッサの場合、SSD の場合ほどギャップはユーザーには目立ちません。 エンジニアが指定したしきい値を超えて加熱すると、ドライブはスキップするサイクルが多すぎて、オペレーティング システムで「フリーズ」が発生します。 しかし、日常的な使用例でデバイスにそのような「問題」が発生する可能性はあるでしょうか?

実際の使用例では熱はどのように作用するのでしょうか?

100 GB または 200 GB のデータを NVMe ドライブに書き込むことにしたとします。 そしてこの手続きを取った キングストンKC2500、平均書き込み速度は 2500 MB/秒です (テスト測定による)。 容量が 200 GB のファイルの場合、平均 81 秒かかりますが、40 ギガバイトの場合はわずか XNUMX 秒です。 この間、ドライブは許容値内で発熱し (これについては後で説明します)、重大な温度やパフォーマンスの低下は見られません。言うまでもなく、そのような大量のデータを処理できる可能性は低いという事実です。日常生活の中にあるデータ。

何と言っても、NVMe ソリューションの家庭での使用状況では、読み取り操作がデータ書き込み操作よりも大幅に優先されます。 そして、上で述べたように、メモリ チップとコントローラに最も負荷がかかるのはデータ記録です。 これは、厳しい冷却要件がないことを説明しています。 さらに、Kingston KC2500 について話す場合、このモデルは追加のアクティブまたはパッシブ冷却なしで最大負荷での動作を提供することを思い出してください。 スロットルが発生しないための十分条件はケース内の換気であり、これは当社の測定と業界メディアのテストによって繰り返し確認されています。

Kingston NVMe ドライブの熱耐性はどのくらいですか?

インターネット上には、NVMe ソリューションの最適な加熱温度は 50 °C を超えてはいけないと読者に伝える研究や出版物が数多くあります。 この場合にのみ、ドライブは期限を迎えるだろうと彼らは言います。 この通説を払拭するために、私たちはキングストンのエンジニアに直接会いに行き、このことを突き止めました。 同社のドライブの許容動作温度範囲は 0 ～ 70°C です。

専門家らは、「NANDの「破壊」が少なくなるという黄金比はなく、50℃という最適な加熱温度を与える情報源は信頼すべきではない。重要なのは、70℃を超える長時間の過熱を防ぐことだ」と述べている。 この場合でも、NVMe SSD はサイクルをスキップすることでパフォーマンスを低下させることで、高熱の問題を自ら解決できます。 (これについては上で述べました)。

一般に、Kingston SSD は、動作の信頼性に関する多くのテストに合格した、非常によく設計されたソリューションです。 私たちの測定では、宣言された温度範囲に準拠していることが示され、ラジエーターなしでの使用が可能になりました。 非常に特殊な状況でのみ過熱する可能性があります。たとえば、システム ユニットの冷却を誤って配置した場合などです。 ただし、この場合、ラジエーターは必要ありませんが、システムユニット全体から熱気を除去するための思慮深いアプローチが必要です。

温度パラメータ Kingston KS2500

空のドライブに情報を長期連続記録する場合 キングストン KS2500 (1TB)、ASUS ROG Maximus XI Hero マザーボードに取り付けられた場合、ヒートシンクなしのデバイスの加熱は 68 ～ 72 °C (アイドルモードでは - 47 °C) に達します。 マザーボードに付属のヒートシンクを取り付けると、加熱温度が 53 ～ 55 °C に大幅に低下します。 ただし、このテストではドライブがビデオ カードのすぐ近くにあまり適切に配置されていなかったため、ヒートシンクが役に立ったことに注意してください。

温度パラメータ Kingston A2000

ドライブで キングストン A2000 (1TB) アイドル モードの温度インジケーターは 35 °C (ラジエーターのない密閉スタンド、ただし 59 つのクーラーによる十分な換気がある場合) です。 シーケンシャル読み取りおよび書き込みをシミュレートしながらベンチマークをテストする際の発熱は 450 °C を超えませんでした。 ちなみに、ASUS TUF BXNUMX-M Plus マザーボードでテストしましたが、NVMe ソリューションを冷却するための完全なヒートシンクがまったくありません。 それでも、ドライブの動作に問題はなく、性能低下に影響を与える危険な温度に達することもありませんでした。 ご覧のとおり、この場合、ラジエーターを使用する必要はありません。

温度パラメータ Kingston KS2000

私たちがテストしたもう XNUMX つのドライブは、 キングストン KC2000 (1TB)。 密閉ケースでヒートシンクなしで全負荷状態にすると、デバイスは最大 74 °C (アイドル時 - 38 °C) まで加熱します。 ただし、A2000 モデルのテスト シナリオとは異なり、性能測定用のテスト アセンブリ ケースは KC2000 追加のケースクーラーは装備されていませんでした。 この場合、純正ケース ファン、CPU クーラー、ビデオ カード冷却システムを備えたテスト ステーションでした。 そしてもちろん、ベンチマーク テストはドライブへの長期的な影響を意味することを考慮する必要がありますが、日常的な使用例では実際には起こりません。

それでも本当にしたい場合は、保証に違反せずに NVMe ドライブにヒートシンクを取り付ける方法を教えてください。

Kingston ドライブには、コンポーネントが過熱することなく安定した動作を実現するために、システム ユニット内に十分な自然換気があることがすでに確認されています。 ただし、改造ソリューションとしてヒートシンクを使用するユーザーや、単に加熱温度を下げることで問題を解決したいユーザーもいます。 そしてここで彼らは興味深い状況に直面します。

お気づきのとおり、Kingston ドライブ (および他のブランドも) には、メモリ チップのちょうど上部に情報ステッカーが貼られています。 このような設計にヒートシンクのサーマルパッドをどのように取り付けるかという疑問が生じます。 ステッカーを貼ると放熱性が悪くなりますか？

インターネット上では、ステッカーを剥がして (この場合、ドライブの保証が失われます。ちなみに、Kingston では最長 5 年間の保証があります)、代わりにサーマル インターフェイスを貼り付ける方法に関するアドバイスがたくさん見つかります。 。 ドライブのコンポーネントをどうしても剥がしたくない場合は、「ヒートガンでステッカーを剥がす方法」というトピックに関するヒントもあります。

私たちは直ちに警告します。これは行わないでください。 ドライブ上のステッカー自体がサーマル インターフェイスとして機能するため (銅箔ベースを持つものもあります)、その上にサーマル パッドを安全に取り付けることができます。 Kingston KS2500 の場合、私たちは特に賢明ではなかったので、ASUS ROG Maximus XI Hero マザーボードに同梱されているヒートシンクのサーマル パッドを使用しました。 カスタム ヒートシンクでも同じことができます。

NVMe SSD にはヒートシンクが必要ですか?

NVMe ドライブにはヒートシンクが必要ですか? Kingston ドライブの場合は、いいえ! 当社のテストで示されたように、Kingston NVMe SSD は日常使用において危険な温度を示しません。

ただし、システム ユニットの追加の装飾としてヒートシンクを使用したい場合は、付属のマザーボード ヒートシンクを自由に使用するか、スタイリッシュなサードパーティのアフターマーケット オプションを探してください。

一方、PC ケース内のコンポーネントの加熱温度が常に高い (70 °C 近く) ことがわかっている場合、ラジエーターは装飾だけでなく役割も果たします。 ただし、この場合は、ラジエーターだけに頼るのではなく、ケースの冷却システムを総合的に検討することをお勧めします。

Kingston Technology 製品の詳細については、次のサイトをご覧ください。 公式サイト 会社。

出所： habr.com