W ciągu ostatnich kilku lat ceny 2,5-calowych dysków SSD spadły prawie do poziomu dysków twardych. Teraz rozwiązania SATA są zastępowane przez dyski NVMe, które działają na magistrali PCI Express. W okresie 2019-2020 obserwujemy również spadek cen tych urządzeń, co sprawia, że obecnie są one tylko nieznacznie droższe od swoich SATA odpowiedników.
Ich główną zaletą jest to, że takie magazyny danych są znacznie bardziej kompaktowe (zazwyczaj mają rozmiar 2280 – 8×2,2 cm) i szybsze od tradycyjnych dysków SSD SATA. Istnieje jednak jeden problem: wraz z rozszerzeniem przepustowości i wzrostem prędkości transmisji danych, zwiększa się również nagrzewanie komponentów dysków działających w protokole NVMe. W szczególności, sytuacja z silnym nagrzewaniem i późniejszym throttlingiem jest typowa dla urządzeń budżetowych, które przyciągają większe zainteresowanie użytkowników swoją polityką cenową. W związku z tym pojawia się problem z odpowiednią organizacją chłodzenia w obudowie systemowej: stosowane są dodatkowe wentylatory oraz nawet specjalne radiatory do odprowadzania ciepła z chipów dysków M.2.
W komentarzach użytkownicy wielokrotnie pytają nas o parametry temperaturowe dysków Kingston: czy należy na nie montować radiatory lub przemyśleć inny system odprowadzania ciepła? Postanowiliśmy zbadać tę kwestię: wszak naprawdę – dyski NVMe Kingston (na przykład, , , ) są oferowane bez radiatorów w zestawie. Czy potrzebują one zewnętrznego odprowadzania ciepła? Czy wystarczająco zoptymalizowana jest praca tych dysków, aby nie martwić się o zakup radiatora? Przyjrzyjmy się temu.
W jakich przypadkach dyski NVMe mocno się nagrzewają i jakie to niesie konsekwencje?
Jak już wcześniej wspomnieliśmy, ogromna przepustowość często prowadzi do intensywnego nagrzewania się kontrolerów i chipów pamięci dysków NVMe przy długotrwałym i aktywnym obciążeniu (na przykład podczas wykonywania operacji zapisu dużej ilości danych). Co więcej, NVMe SSD zużywają dość dużą ilość energii do pracy, a im więcej energii potrzebują, tym więcej ciepła wydzielają. Należy jednak zrozumieć, że powyższe operacje zapisu wymagają większej ilości energii niż operacje odczytu. Dlatego na przykład, podczas odczytywania danych z plików zainstalowanej gry — dysk nagrzewa się mniej niż podczas zapisywania na niego dużej ilości informacji.
Zazwyczaj termiczne throttling rozpoczyna się w zakresie od 80 °C do 105 °C, a najczęściej osiąga się to podczas długotrwałego zapisu plików do pamięci dysku NVMe. Jeśli nie wykonujesz zapisu przez 30 minut, rzadko zobaczysz jakiekolwiek spadki wydajności, nawet bez użycia radiatora.
Ale załóżmy, że nagrzewanie się dysku wciąż wykracza poza normę. Jakie mogą być tego konsekwencje dla użytkownika? W zasadzie tylko spadek prędkości transferu danych, ponieważ w przypadku silnego nagrzewania się NVMe SSD aktywuje tryb pomijania kolejek zapisu, aby odciążyć kontroler. W tym przypadku wydajność spada, ale SSD się nie przegrzewa. Ta sama zasada działa w procesorach, gdy przy nadmiernym nagrzewaniu się CPU pomija cykle. Jednak w przypadku procesora pominięcia nie będą tak zauważalne dla użytkownika jak w SSD. Gdy dysk nagrzeje się powyżej dopuszczalnego przez inżynierów progu, zacznie pomijać zbyt wiele cykli, co spowoduje „zacięcia” w działaniu systemu operacyjnego. Ale czy w codziennych scenariuszach użytkowania można stworzyć takie „problemy” swojemu urządzeniu?
Jak wygląda sprawa z nagrzewaniem w rzeczywistych scenariuszach użytkowania?
Załóżmy, że postanowiliśmy zapisać na dysku NVMe 100 lub 200 GB danych. I wykorzystaliśmy do tej procedury , średnia prędkość zapisu wynosi 2500 MB/s (zgodnie z naszymi testami). W przypadku plików o pojemności 200 GB średni czas wyniesie 81 sekund, a dla setki gigabajtów — zaledwie 40 sekund. W tym czasie nośnik nagrzeje się w ramach dopuszczalnych wartości (o tym porozmawiamy nieco później) i nie wykazuje krytycznych temperatur ani spadku wydajności, nie wspominając o tym, że rzadko operuje się tak dużymi danymi na co dzień.
Niezależnie od okoliczności, w warunkach domowych operacje odczytu na rozwiązaniach NVMe znacznie przeważają nad operacjami zapisu danych. A, jak już wspomnieliśmy, to właśnie zapis danych w największym stopniu obciąża chipy pamięci i kontroler. To wyjaśnia brak surowych wymagań odnośnie chłodzenia. Co więcej, mówiąc o Kingston KC2500, należy przypomnieć, że ten model przewiduje pracę przy maksymalnym obciążeniu bez dodatkowego aktywnego lub pasywnego chłodzenia. Wystarczającym warunkiem braku throttlingu jest wentylacja wnętrza obudowy, co wielokrotnie potwierdzają nasze pomiary i testy mediów branżowych.
Jaka jest dopuszczalna temperatura dla dysków NVMe Kingston?
W Internecie znajduje się wiele badań i publikacji, które informują czytelników, że optymalna temperatura dla rozwiązań NVMe nie powinna przekraczać 50 °C. Rzekomo tylko wtedy dysk będzie działał przez przewidziany czas. Aby obalić ten mit, skontaktowaliśmy się bezpośrednio z inżynierami Kingston i dowiedzieliśmy się, że dopuszczalny zakres temperatur roboczych dla dysków firmy wynosi od 0 do 70 °C.
„Nie ma żadnej złotej liczby, przy której NAND mniej „umiera”, a źródeł, które podają optymalną temperaturę na poziomie 50 °C, nie warto w pełni ufać — mówią specjaliści — Najważniejsze jest, aby nie dopuszczać do długotrwałego przegrzewania powyżej 70 °C. I nawet w tym przypadku NVMe SSD może samodzielnie rozwiązać problem silnego nagrzewania, zmniejszając wydajność i pomijając takty” (o czym wspomnieliśmy wcześniej).
Ogólnie rzecz biorąc, dyski SSD Kingston to bardzo dopracowane rozwiązania, które przechodzą wiele testów niezawodności. W naszych pomiarach wykazały zgodność z deklarowanym zakresem temperatur, co umożliwia ich użycie bez radiatorów. Mogą się przegrzewać jedynie w bardzo specyficznych sytuacjach: na przykład, jeśli wentylacja w obudowie jest źle zorganizowana. W takim przypadku potrzebny jest nie radiator, a przemyślany sposób odprowadzania gorącego powietrza z obudowy.
Parametry temperaturowe Kingston KC2500
Podczas długotrwałego sekwencyjnego zapisu informacji na pusty dysk , zainstalowany w płycie głównej ASUS ROG Maximus XI Hero, nagrzewa się bez radiatora do 68-72 °C (na jałowym obiegu — 47 °C). Zainstalowanie radiatora, który jest dostarczany z płytą główną, pozwala znacznie obniżyć temperaturę do 53-55 °C. Należy jednak pamiętać, że w tym teście dysk był umieszczony w dość niekorzystnej lokalizacji: blisko karty graficznej, dlatego radiator okazał się przydatny.
Parametry temperaturowe Kingston A2000
Dla dysku wskaźniki temperatury w jałowym obiegu wynoszą 35 °C (w zamkniętej obudowie bez radiatora, ale z dobrą wentylacją z czterech wentylatorów). Podczas testowania z użyciem benchmarków, w czasie symulacji sekwencyjnego odczytu i zapisu, temperatura nie przekraczała 59 °C. Zresztą testowaliśmy go na płycie głównej ASUS TUF B450-M Plus, która w ogóle nie ma dołączonego radiatora do chłodzenia rozwiązań NVMe. Nawet w tych warunkach dysk nie miał problemów z działaniem i nie osiągał krytycznych temperatur, które mogłyby wpłynąć na spadek jego wydajności. Jak widać, w tym przypadku stosowanie radiatora jest po prostu niepotrzebne.
Parametry temperaturowe Kingston KC2000
Kolejny testowany przez nas dysk to . Pod pełnym obciążeniem w zamkniętej obudowie bez radiatora, urządzenie nagrzewa się do 74 °C (na jałowym obiegu — 38 °C). Jednak w przeciwieństwie do sytuacji testowej modelu A2000, obudowa testowa nie miała radiatora do chłodzenia. Nie był wyposażony w dodatkowy zestaw wentylatorów obudowy. W tym przypadku była to stacja testowa z fabrycznym wentylatorem obudowy, chłodzeniem procesora i systemem chłodzenia karty graficznej. Oczywiście należy również wziąć pod uwagę, że testowanie za pomocą benchmarków oznacza długotrwałe obciążenie dysku, co w codziennych scenariuszach użytkowania raczej nie występuje.
Jeśli jednak bardzo chcesz: jak zainstalować radiator na dysku NVMe, nie naruszając gwarancji?
Już upewniliśmy się, że dla dysków Kingston wystarcza naturalna wentylacja wewnątrz obudowy komputera, aby zapewnić stabilną pracę bez przegrzewania komponentów. Niemniej jednak są użytkownicy, którzy montują radiatory jako rozwiązanie do modding lub po prostu chcą być przezorni, obniżając temperaturę. I tutaj napotykają interesującą sytuację.
Jak zauważyliście, dyski firmy Kingston (i inne marki również) są wyposażone w naklejki informacyjne, które znajdują się dokładnie nad chipami pamięci. Pojawia się pytanie: jak zainstalować podkładkę termiczną radiatora na takiej konstrukcji? Czy naklejka nie pogorszy odprowadzania ciepła?
W Internecie można znaleźć wiele porad dotyczących tego, że naklejkę należy zdjąć (przy tym tracisz gwarancję na dysk, która w przypadku Kingston wynosi do 5 lat, nawiasem mówiąc) i zastąpić ją interfejsem termicznym. Są nawet porady na temat „Jak zdjąć naklejkę za pomocą pistoletu termicznego”, jeśli nie chce się ona odrywać od komponentów dysku.
Od razu ostrzegamy: nie rób tego! Naklejki na dyskach same w sobie pełnią rolę interfejsów thermicznych (a niektóre nawet mają miedziane foliowe podłoże), dlatego możesz śmiało montować podkładkę termiczną na wierzchu. W przypadku Kingston KС2500 nie poszliśmy na żadne komplikacje i użyliśmy podkładki termicznej z fabrycznego radiatora płyty głównej ASUS ROG Maximus XI Hero. To samo można zrobić w przypadku posiadania niestandardowego radiatora.
Czy dyski SSD NVMe potrzebują radiatorów?
Czy dyski NVMe potrzebują radiatorów? W przypadku dysków Kingston — nie! Jak pokazały przeprowadzone przez nas testy, NVMe SSD Kingston nie wykazują krytycznych temperatur podczas codziennego użytkowania.
Jeśli jednak chcesz używać radiatora jako dodatkowego ozdobnika dla obudowy komputera, możesz stosować dołączone radiatory z płyt głównych lub poszukać stylowych opcji aftermarketowych od zewnętrznych producentów.
Z drugiej strony, jeśli wiadomo, że wewnątrz obudowy twojego komputera temperatura komponentów zawsze jest wysoka (bliska 70 °C), radiator nie będzie już pełnił tylko roli dekoracyjnej. W takim przypadku zalecamy kompleksowe zajęcie się systemem chłodzenia obudowy, a nie poleganie tylko na radiatorach.
Aby uzyskać więcej informacji o produktach Kingston Technology, skontaktuj się z firmą.
Źródło: habr.com
