いつから SSD に水冷が必要になったのですか? • 登録簿

最新世代の M.2 SSD が消費者向けプラットフォームに少しずつ浸透してきたため、ヒート パイプ、20,000 rpm ファン、さらには小型の水冷クーラーなど、ワイルドで風変わりな冷却ソリューションが取り付けられているのを目にしてきました。

おそらくこれまでに見た中で最も極端な例は、Adata Project NeonStorm です。 ガムスティックほどの大きさのドライブに、ポンプ、リザーバー、ラジエーター、一対のファンを備えた内蔵型液体冷却システムが組み込まれています。 ただし、それだけではありません。 TeamGroup と Inland は、ファンや冷却塔全体を SSD に取り付けています。

しかし、PCIe 5.0 SSD はアクティブな冷却が必要なほど熱くなるのでしょうか、それともファンの多い SSD はゲーマーの無知やユニコーン バーフに対する不合理な愛を利用した単なるギミックなのでしょうか? ああ、多くの製品には RGB も搭載されていると言いましたか?

Adata の XPG NeonStorm SSD は、オールインワン水冷クーラーを備えています (クリックして拡大)

詳細をほとんど含まないブログ投稿で、Adata は、従来の受動的な放熱では PCIe 5.0 SSD の要求を満たすには不十分であり、現在では何らかの能動的な放熱が必要であると主張しています。

同社のCrucial製品グループでSSDに取り組んでいるMicronのJon Tanguy氏は、それほど確信は持っていない。 同氏は The Register に対し、最新世代の SSD の動作温度が実際により高くなっているのは事実だが、Crucial はドライブの積極的な冷却の必要性をまだ認識していないと語った。

通常、後続の PCIe 世代ごとに、レーンあたりの帯域幅は 2 倍になります。 PCIe 4.0 SSD を使用すると、理論上の最大値である 8GBps に近づいていました。 現在、PCIe Gen 5.0 x4 SSD は、ボトルネックやストレージのオーバーヘッドを考慮すると、10 ～ 14 GBps の性能を発揮します。

ガムスティックサイズの M.2 フォームファクターで発生するアクティビティの量は、ストレージ コントローラーだけでなく、NAND フラッシュ自体の温度も上昇させることを意味します。

Tanguy 氏の説明によると、NAND は比較的狭い温度範囲内で最も幸せになります。 「実際、NANDフラッシュは、セルをプログラムするために60度から70度[摂氏]の範囲で『高温』になることを好みます。これほど高温になると、電子が少し動きやすくなるからです」と同氏は説明した。

ただし、少し温度が高すぎると (たとえば 80°C)、問題が発生します。 このような温度では、SSD に組み込まれた安全機構が損傷を防ぐためにハードウェアの電源を強制的にオフにする危険があります。 ただし、これが起こる前に、SSD のコントローラーがデータ損失を防ぐために自らを調整するため、ユーザーはドライブのパフォーマンスが急激に低下する可能性があります。

後者は、PCIe 4.0 世代であっても、アルミニウムまたは銅のヒートシンクがプレミアム モデルと一緒に販売されるのが珍しくなかった理由の 1 つです。

ここで重要なのは、PCIe 5.0 SSD (特にパフォーマンス重視のモデル) では、最高のパフォーマンスを達成するには何らかのクーラーが必要であるということです。 積極的に冷却する必要があるかどうかは、まったく別の問題です。

たとえば、Crucial の次期 T700 SSD は、パッシブ ヒートシンクがプレインストールされた状態で販売されています。 同社はヒートシンクなしのバージョンも販売しますが、これはマザーボードの内蔵ヒートシンクまたはサードパーティ製のヒートシンクを使用したい顧客向けです。 タンギー氏は、クーラーは依然として必要だと強調する。

Tanguy 氏と彼のチームは、ドライブ上に十分な空気の流れがある限り、少なくともこの世代の SSD では、アクティブな冷却の必要性を認識していません。

「我々の立場から、アクティブ冷却の追加はおそらく顧客が望んでいる以上のものであると判断した」と同氏は語った。

そうは言っても、PCIe 5.0 SSD がエアフローの選択肢が限られているノートブック分野に普及するにつれて、これは解決が特に困難な問題になるだろうと Tanguy 氏は予想しています。

良いニュースは、SSD にファンや水冷クーラーを取り付けても、財布に負担がかかること以外は、現実的には何も害を及ぼさないということです。 「私はここに座って、これらすべてが機能しないとは言いたくありません。おそらく機能する可能性が高いからです」とタンギー氏は、能動的に冷却される SSD について語った。

NANDフラッシュは高温を好む傾向があるが、周囲温度に近い温度で動作させても問題はないとタンギー氏は語った。

この謙虚なハゲワシの意見では、SSD にアクティブ冷却を取り付けることは、Intel Celeron を冷却するために巨大なデュアルタワー クーラーや 360mm ラジエーターを使用するのと少し似ています。 それは何も害を及ぼすことはありませんが、パフォーマンスの点で大きな違いを生むことはなく、より適切なサイズのクーラーを購入するよりもはるかに高価になります。

ピーク負荷時には、これらの SSD の消費電力は最大 11.5 ワットであり、M.2 フォーム ファクターのため、持続的な負荷を維持するのは簡単ではありません。 ほとんどのコンシューマー向け SSD に記載されている転送速度は、比較的バースト性の高いワークロード向けです。 SSD の DRAM および/または SLC キャッシュがいっぱいになると、通常、転送速度は要求されている速度の数分の一に低下します。 その結果、ドライブが長期間にわたって全負荷で動作する可能性は低くなります。

しかし、アクティブクーラーが害を及ぼさないとしても、信頼性や互換性に関して問題が発生しないわけではありません。 Tanguy 氏によると、ストレージ システムに可動部品を追加するたびに、別の潜在的な障害点が発生することになります。

「私たちはストレージシステムから可動部品を取り外してここに至るまでに何年も費やし、現在は故障したりノイズが発生する可能性を高めるために可動部品を元に戻しているところです」と同氏は語った。

数年後にベアリングが故障し始めたときに、20,000 rpm のファンで作られるラケットを想像してみてください。

あとは互換性ですね。 現在、多くのマザーボードには M.2 SSD 用の統合ヒートシンクが搭載されています。 Adata の Project NeonStorm 水冷 SSD のようなものを利用することは、おそらくそれを諦めることを意味します。

また、これらの SSD の大型クーラーが、CPU タワー クーラーや GPU などの他のコンポーネントと干渉する可能性もあります。 これは、信号の整合性を確保するために配線長を最小限に抑えるために、PCIe 5.0 スロットの大部分が CPU ソケットの直下に配置されているためです。

では、水冷 SSD は本当に必要なのでしょうか? おそらくそうではありませんが、とにかく欲しいのであれば、私たちがあなたを責めるとは言えません。 ®

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