Перегрев m.2 накопителя (смотрим как меняются характеристики от разного охлаждения)

Несмотря на то, что техпроцессы уменьшаются, уменьшаются потери в нагрев и по идее железо должно быть всё холоднее — на практике мы видим ситуацию совершенно противоположную.

В погоне за производительностью компании «выжимают» из своих решений все соки, доводя до режимов работы близких к предельным. Это можно даже видеть в разгонных потенциалах современного железа. Его почти нет. И с развитием техники всё больше компонентов стали нуждаться в активном охлаждении.

И требования к качеству охлаждения только растёт. Но помимо этих компонентов — продвинутое охлаждение стали требовать и SSD накопители старших линеек. При длительных постоянных нагрузках они начинают сбрасывать скорость работы для защиты от перегрева. При этом многие m.2 накопители радиаторами не комплектуются. И причина того, что радиаторов нет — это не желание сэкономить у производителей, хотя и это отчасти тоже верно. Причина заключается в том, что m.2 — это такой форм фактор, которых не позволяет устанавливать серьёзные системы отвода тепла, так как стандарта на габариты радиаторов и систем охлаждения m.2 накопителей нет в ATX стандартах. Это очень важные стандарты, следование им и позволяет сделать, например, так чтобы крепления кулеров не задевали за конденсаторы VRM или радиаторы VRM, и так как для m.2 накопителей таких стандартов нет, то и производители накопителей не могут выделить место для систем охлаждения, так как с ними накопители будут несовместимым с какими-то из материнских плат, и это проблема для продажи таких устройств: куча возвратов и недовольных клиентов. Некоторые производители комплектуют свои накопители съёмными радиаторами, а некоторые просто используют наклейки один из слоёв которых — медная фольга, которая равномернее распределяет тепло от самых горячих элементов накопителя.

Ну и я предлагаю посмотреть на то как перегрев влияет на производительность на примере накопителя ADATA SX8200 Pro на терабайт, который я не так давно купил на CU.

И тут чтобы задать правильные условия нагрузки стоит в целом представлять какие режимы работы наиболее критичны. В силу конструктивных особенностей ячеек памяти чтение создаёт существенно меньшее тепловыделение, тогда как перезапись блоков памяти — большее.

Поэтому для исследований температур стоит главным образом смотреть на то как накопитель работает в условиях непрерывной записи данных.

В реальности — тесты провести оказалось не так просто как хотелось бы. Накопитель не показывал постоянно идентичные результаты, наибольшая повторяемость была достигнута путём двойного полного заполнения накопителя, где между первым и вторым заполнением активировалась функция TRIM, и в зачёт шло только второе тестирование. Тем не менее полное заполнение всё равно разнилось в идентичных условиях до полуминуты. Вторая сложность заключалась в том, что накопитель показывал свои температуры ниже, чем они были на самом деле, более того — с интервалом обновления данных порядка 5 секунд.

Ступеньки от редкого обновления данных и высокой дискретности значений

При этом максимум он показывал 70 градусов, тогда как замерами я получал максимум 79 градусов на чипах памяти (запечатлел я температуру чуть нижу).

Теперь поговорим про само тестирование.

Было проведено тестирование в трёх конфигурациях накопителя.

Первый — накопитель без радиатора

Второй — со штатным радиатором

Третий — со специальным адаптером в котором есть крупный радиатор.

Ещё стоит отметить, что все тесты проведены вне корпуса, правда в довольно тёплой комнате с температурой 25-26 градусов Цельсия.

В качестве штатного радиатора применяется, предположительно, алюминиевая тонкая пластина которая крепиться на накопитель при помощи двустороннего скотча. Отмечу, что не термопрокладок, а именно скотча на защитной плёнке которой сохранилось наименование — 3M 467MP.

Из плюсов данного решения стоит отметить — малую толщину, что хорошо для теплоотвода, из минусов стоит отметить — то что это двусторонний скотч, а не термопрокладка. Второй минус — это то, что данный радиатор условно не съёмный. Отрывая его было впечатление, что я вырву контроллер накопителя, потому что скотч прилип за несколько часов очень сильно.

Что касается специального адаптера — то он комплектуется относительно крупным радиатором, а так же набором термопрокладок, которые на удивление оказались высокого качества, то есть это не кусок силикона, а отформованная в пластинку термопаста.

Недостаток таких прокладок в том, что они одноразовые и могут порваться при попытке демонтажа, но зато обладают неплохими свойствами теплопроводности, а так же под давлением они несколько размазываются и прилипают к поверхностям, и способны держаться даже без постоянного прижима. И в целом — качество данного адаптера довольно высоко, особенно по алиэкспрессным меркам. Справедливости ради стоит сказать, что и цена тоже не маленькая.

Нагружал я накопители используя тест дисков в AIDA 64. В режиме последовательной записи всего накопителя стоит обращать внимание на общее время или на среднюю скорость.

Скорость записи при последовательной записи всего накопителя без радиатора

По падениям скорости стоит сказать, что накопитель вначале записывает весь свободный объём в SLC режиме, потом уплотняет до MLC и далее ещё раз уплотняет до TLC режима. Обзора на накопитель на канале не будет, так что — пока можете посмотреть на циферки. Данные значения не отражают случайные чтения, что важно, например для работы с базами данных или кешированием данных не входящих в оперативную память для расчётов, но, допустим, для использования накопителя для видеомонтажа в высоких разрешениях — процесс сбора всех исходников на одном накопителе — это тоже один из процессов требующих значительного времени.

Я записал и температурные режимы работы накопителя.

Без радиатора он почти сразу прогрелся до 70 градусов, это, скорее всего температура замеряемая в районе контроллера. И по данным накопителя — она не увеличивалась. На деле же она достигала практически 80 градусов на чипах памяти.

Если сравнивать с радиатором в адаптере — то есть разница и по температурам. А так же, хоть и не очень большая, но есть разница и по скорости заполнения, хотя разница не огромная, менее двух минут, или менее 10% и то при максимально длительном заполнении.

Температуры без радиатора и с радиатором PCi-e адаптера
Скорость записи накопителя (красный более долгий без радиатора, зелёный — с радиатором от PCI-e адаптера)

Если говорить про штатный радиатор, то по температурам чипов памяти я разницу пирометром нащупать не смог в сравнении с накопителем без радиатора. Что с одной стороны плохо, так как толку от радиатора мало, но с другой стороны — это говорит о том, что двусторонний скотч хотя бы не вредит теплоотводу, так как радиатор всё же нагревался. А если судить по датчику температур, то они были чуть ниже, доходя до 70 градусов меньшее количество времени.

Синий график — температура со штатным радиатором

По длительности заполнения — результат со штатным радиатором поучился средним между двумя остальными, но сделав несколько тестов я могу сказать, что результат этот в целом близкий к погрешностям тестирования и мало отличим от результатов с заполнением накопителя в специальном адаптере.

«синий» график чуть дольше «зелёного»

И это был так скажем — стресс тест для чипов памяти.

Второй тест был направлен больше на контроллер накопителя. Для этого я использовал ATTO Disk Benchmark. Он даёт нагрузку файлами разных размеров постепенно увеличивая размер файлов, делает это попеременно на запись и чтение с очередями команд чтобы не так жёстко упираться в тайминги чипов памяти, но при этом, естественно, требуя большей стабильности контроллера.

При этом тест довольно короткий и занимает всего несколько минут. Но даже этого было достаточно чтобы без радиатора увидеть серьёзное падение производительности по мере прохождения теста.

Чтобы исключить вероятность завершения однобитного режима записи, я сразу после прохождения первого теста запускал усечённый тест с большими объёмами данных не давая начать накопителю чистку, и видно, что несколько секунд простоя дали восстановление производительности, то есть дело именно в нагреве, а не в том, что накопитель переходил на уплотённую запись. Это так же подтверждается тестами с радиатором, в котором падение тоже есть, но его величина в разы ниже, чем без радиатора.

И несколько секунд простоя так же даёт полное восстановление скорости.

Со штатным радиатором опять выходит падение среднее между двумя остальными тестами. Но видно, что оно есть.

Из этого можно сделать вывод о том, что и память и контроллер в производительных накопителях без охлаждения — перегреваются. Во многом всё зависит от конкретной модели, есть даже слабые SSD которые сильно греются, но производительные греются все, может быть за редкими исключениями.

Насколько это критично — решать каждому. В целом — каких-то огромных температур, которые разрушат ячейки памяти или приведёт к быстрой деградации — нет. Но только за счёт снижения производительности в длительных нагрузках. Если длительные нагрузки есть — я бы рекомендовал всё же задуматься об охлаждении если на вашей материснкйо плате нет штатных радиаторов для накопителей. Если же накопители вы испольуюете в рабочих высокопроизводительных задачах, особенно когда нет возможности уложиться в объём оперативной памяти, или желая использовать данные на энергонезависимых накопителях — то стоит смотреть уже на карты расширения. На старших платформах как раз большое количество линий PCI-e и слотов расширения как раз и нужны для того чтобы ставить и такие накопители в том числе и в рейды. Для рейдов, кстати, x16 расширители на 4 накопителя уже как правило идут с активным охлаждением.

В целом, можно сказать, что накопители работают удовлетворительно для обычных задач, а для не обычных есть заводские методы полностью решающие проблемы.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

0 0 vote
Article Rating

Видео на YouTube канале "Этот компьютер"

Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments