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警惕高温对SSD的影响

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nighttob 发表于 2015-11-15 18:18 | 显示全部楼层 |阅读模式
点击数:20048|回复数:56
本帖最后由 nighttob 于 2015-11-15 18:33 编辑

之前曾经提到过温度对SSD数据保存期的影响(http://bbs.pceva.com.cn/thread-119756-1-1.html),这回要说的是温度对SSD通电运行时的影响。



任何通电的东西都会发热,我们用大型塔式压CPU、拿三奶罩显卡、给内存套马甲,都是为了散热,在SSD已成DIY PC重要组成部分的今天,已有必要专门考量SSD的散热问题了。

首先举两个例子来说明问题的严重性:
1、Intel 750系列的保修条款
http://download.intel.com/suppor ... plified-chinese.pdf

虽然5年保修没有变化,但除了磨损指示器以外还新加了温度限制,对SFF(2.5")和AIC(插卡式)分别做了72℃和81℃的限制,超过该温度即失去保修;

2、三丧950 PRO过热限速保护
http://bbs.pceva.com.cn/thread-123829-1-1.html 二楼回帖

950 PRO温度达到97℃触发过热保护,开始限制写入速度,SM951是110℃触发。
(由于我没有在三丧官网上找到950 PRO系列的保修信息,在这里也只能希望三丧没有在保修条款里面做温度限制,不然这就是跑两遍AS SSD就没保修的事。)

这下我们知道,Intel 750和三丧950 PRO作为两家的发烧级产品,不仅是性能发烧,温度也同样发烧。有区别的是,Intel给750套了一身散热片,而三丧只给950 PRO粘一张贴纸。

这就好比一个是重装骑兵,一个是草原土著。前者装备精良(多通道主控),可以靠战马长途奔袭(大型散热片),但后勤粮饷开销也大(功耗高);后者要靠两条腿在草原上追逐猎物(爆发力强),体力有限(只有贴纸),但可以灵活隐蔽展开伏击(体积小)。所以二者面对面打起来,说不好谁赢。



这里着重说三丧950 PRO暴露出的问题。

首先三丧950 PRO绝对不可能比Intel 750的功耗高。Intel 750是可以达到25W的PCIe插槽上限的,但M.2接口最多只能提供9W(3.3V*2.5A)。因此问题并不出在“热”,而在“散”上面。

不论是AIC型还是SFF型的Intel 750,都有大块铝片用以散热。而三丧950 PRO只有一张贴纸,这贴纸可能还是负作用,实际上只是靠主控那见方的一块。这就跟同样一块地板,大象踩上来没事,但是芭蕾舞演员一点地就洞穿了是类似的道理。

发热虽然小,但是热量不容易被散发出去,所以导致高温。这也是所有小体积SSD的通病,不论M.2还是mSATA都一样。

但现在问题更严重了,因为曾经有SATA 6Gbps的硬性限制,现在则开放到了PCIe 3.0 x4 32Gbps。虽然还是有限的,但毕竟快的多,原本被“憋”住的那部分性能也被释放出来了,功耗和发热也就自然升上去了。

在这一点上,三丧的SSD系列应该是最具有发言权的,毕竟850 PRO的MEX主控和950 PRO的UBX主控,相差只是在前端上,一个是SATA,一个是PCIe 3.0 x4。

对小尺寸SSD来说,如果不解决散热问题,多高的纸面性能都只能体现在快餐跑分上,而难以对实际应用体验有所裨益,反而会让过高的芯片温度成为常态。我想应该没有用户乐意用着一块“常温”90℃的SSD的,特别是07、08年买过老黄家G84M/G86M显卡及HP本子的受害者们。要知道950 PRO的NAND颗粒内部有8Die及16Die封装,高温不光会造成封装外部脱焊的问题,如果导致内部脱焊则完全没法救。



对750和950 PRO来说,温度过高的代价是很大的,一个是丢掉保修,一个是性能掉到跟主流SATA SSD一样,甚至会有失效的风险。即使有土豪不在乎盘的钱,但花了大价钱最后用起来跟街货性能一样,想必也是不能接受的。

目前发烧级SSD的现状就是:

AIC相对体型最大,需要占用宝贵的PCIe插槽。好处是有大块散热片覆盖,虽然是被动散热,但有赖于散热面积大,所以只要机箱内板卡区域并不拥挤并有一定空气流动的话,就可以维持SSD的温度在合理范围内。如果是多卡环境,或者是夹在众多板卡中间,那就需要有风扇吹着了。

SFF跟现在主流SSD外形类似,只不过更厚,底面也会有散热用的梳齿。散热策略就跟HDD一样,避免过度拥挤。而且现在的机箱都有前置风扇(位),有气流直吹就能有效进行散热。缺点是SFF-8639或者说U.2接口并不普及,要用的话需要经过多次转接(主板[PCIe或者M.2]-转接卡[SFF-8643]-线缆[SFF-8639]-盘)。

M.2才是问题最大的。由于M.2插槽常被设计在两条PCIe x16之间,使得M.2插卡六面都被包围,难以得到散热。如果再有高性能显卡在头顶的话,显卡散热吹出的热风就能让SSD处于高温状态。上面例子中的950 PRO还是在一个相对开放的环境中,但也就1分钟便过热了,若是有显卡在头顶的话,恐怕会更糟。



对用户来说,很难为了便于M.2 SSD散热而去选择主板,放着主板上现有的M.2插槽不用而另插转接卡也并不是合理的解决方案。

我想,既然M.2 SSD本身功耗并不高,何不参考内存的模式,在板卡上面套马甲呢?

内存条与M.2 SSD的功耗近似,也有类似的长宽高限制。只是为了增大散热面积,给M.2 SSD套身马甲完全够用。不过内存马甲还可以用来SHOW,M.2 SSD的马甲基本上就没有“美观”的功能了。

当然,套马甲这个思路也可能是有缺陷的。毕竟大多数M.2插槽面对的情况是,面朝下有主板上的元件,面朝上有显卡的散热器,高度空间实在有限。M.2 SSD本身主控、DRAM缓存及NAND颗粒布局也是千差万别,还另分2260、2280等不同长度,以及单面双面。想做一套能适用所有M.2 SSD和主板的马甲着实不易。

但另一方面,这也应该是厂家的优势——没人比厂家更了解自己的产品。就像现在的内存条一样,马甲都是厂家套好的,只有极少部玩家会自己换马甲。对M.2 SSD来说,厂家可以根据自己产品的实际情况设计马甲,也不妨碍打标以“验明正身”,在散热的同时还可以保护板卡及上面的元件,可以说是一举多得。这个马甲最好还可以便于拆卸,以满足不兼容及其他特殊需求的情况。

用这个思路,用户自己也可以找长宽合适并具有一定厚度的金属片DIY马甲,在主要芯片上贴导热垫,然后用小号夹子夹紧。至于碍事的贴纸,只要用AS SSD跑两圈就足够把胶热化,然后无痕揭除了。

由于我并没有任何M.2 SSD,以上设想只是依据各种规格说明,然后脑补出来的。但我觉得,对于有心的玩家来说,这值得一试。不过首先你得有一个像三丧950 PRO这样的“热源”……

不知道厂家对此有没有什么看法,@OCZ_TechSupport 。既然你们也有RevoDrive 400的计划,那么能不能开创个第一呢?

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evev 发表于 2015-11-15 18:32 | 显示全部楼层
M2一般藏在CPU跟PCIE,或者俩PCIE之间的位置,要么塞在背后,加个马甲的话显卡/CPU散热就撞上了,没什么实用意义
只能说要M2又要高速,是种畸形的需求,做成750这样便宜方便又大碗的多好
暴疯狂笑 发表于 2015-11-15 18:35 | 显示全部楼层
一直不赞同台式机选择M.2,产品选择面和价格都不是很友好;现在还得考虑散热问题,更蛋疼了。
SSD考察团 发表于 2015-11-15 18:46 | 显示全部楼层
啧啧,这是要上马甲的节奏
后续还可以上灯,上扇,上水
overthink 发表于 2015-11-15 18:53 | 显示全部楼层

最高73,也不算低了。

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暴疯狂笑 发表于 2015-11-15 18:55 | 显示全部楼层
overthink 发表于 2015-11-15 18:53
最高73,也不算低了。

天冷了:手摸摸!
翌帆丰顺 发表于 2015-11-15 19:02 | 显示全部楼层
overthink 发表于 2015-11-15 18:53
最高73,也不算低了。

这个是什么软件,能给个连接不
frontwing 发表于 2015-11-15 19:21 | 显示全部楼层
以前intel 525就有高温的毛病,在我台式上持续读写轻松破90度。
台式上这个问题还相对好解决,比如华硕TUF Z170,在IO接口和主板正中(相当于以前北桥的位置)安装两个风扇,构建如图所示的风道吹向M2口(红框处)。

如果是其他主板上安装M2 SSD,可以在M2接口位置和主板背面贴导热垫,把一部分热量传导到机箱背板。
笔记本上M2 SSD高温的问题可能会更严重,比如HP最近推出的移动工作站Zbook Studio取消了2.5寸盘的支持,只能用M2,而且标配就是高温的SM951,不知道HP怎么解决这个问题,要知道Zbook Studio是在一个15寸笔记本上塞进4核I7/至强和独显,估计SM951的工作环境不乐观。

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nighttob  楼主| 发表于 2015-11-15 21:54 | 显示全部楼层
本帖最后由 nighttob 于 2015-11-15 21:55 编辑
frontwing 发表于 2015-11-15 19:21
以前intel 525就有高温的毛病,在我台式上持续读写轻松破90度。
台式上这个问题还相对好解决,比如华硕TUF  ...

本子的话,如果有针对性设计还是可以的。
但就怕是放弃治疗型,直接在固件里面限速。
不过HP这回应该是开高了SM951的温度上限,110度真是相当高的一个值了。

桌面上不是谁都会买阿苏斯的TUF。
而且导流装甲给M.2降温应该是添头……

Cogae 发表于 2015-11-15 22:34 | 显示全部楼层
台式机目前没必要上m.2吧,价格还是贵
nighttob  楼主| 发表于 2015-11-15 23:16 | 显示全部楼层
Cogae 发表于 2015-11-15 22:34
台式机目前没必要上m.2吧,价格还是贵

如果以后的消费级旗舰SSD都是M.2的呢?

严格来说,只有950 PRO这样的才算是正统消费级旗舰,750只是企业级阉割下来的“残次品”。
未来像Intel这样的大厂很可能会“脚踏两条船”,既有纯粹的消费级旗舰,同时也会有企业级阉割品。对后者来说,就是一个现有产品随便砍砍就行,反正也是“白来的”。
但企业级的主控由于个头大不可能放到M.2上面,多数消费者也不需要企业级多出来的那些东西。

然后再考虑到普适性,M.2是最优的选择。高端主板上有M.2插槽;有特殊需要的也可以插转接卡。
AIC的个头毕竟大,如果是企业级到可以接受,只是消费级就纯粹是浪费空间了。
而SFF规格本来就是为了数据中心的规模化设计的,我不认为消费级主板厂商会有多少想得开,直接在板子上预留接口的。

现在已经有了三丧的950 PRO,几个月之内还会有OCZ的RevoDrive 400以及Toshiba的XG3,都会是M.2接口。
SMI和Marvell为这几个大厂做主控已经忙的不亦乐乎了。

overthink 发表于 2015-11-16 08:51 | 显示全部楼层
翌帆丰顺 发表于 2015-11-15 19:02
这个是什么软件,能给个连接不

Hard Disk Sentinel

链接自己百度下吧
夜神月 发表于 2015-11-17 09:19 | 显示全部楼层
PCIE才是以后的趋势,M.2无前途,以后高端的都是PCIEX8,目前大部分是X4
nighttob  楼主| 发表于 2015-11-17 09:23 | 显示全部楼层
夜神月 发表于 2015-11-17 09:19
PCIE才是以后的趋势,M.2无前途,以后高端的都是PCIEX8,目前大部分是X4

企业级会有x8甚至x16,有人愿意跨界当然没问题
但纯粹消费级旗舰会保持在x4,不然会对现有基础架构产生巨大影响
OstCollector 发表于 2015-11-17 09:42 | 显示全部楼层
容量党表示sata足矣
希望ahci/2.5寸能长期保留
nighttob  楼主| 发表于 2015-11-17 10:06 | 显示全部楼层
OstCollector 发表于 2015-11-17 09:42
容量党表示sata足矣
希望ahci/2.5寸能长期保留

长期是肯定的
虽然容量可能做不到同期最高,但价格肯定是最低的
honglangx 发表于 2015-11-17 10:42 | 显示全部楼层
同意,温度对硬件真是杀手,笔记本也不建议M.2,直接拆掉HDD换大容量SSD多好,减少噪音减少发热,一举多得。
nighttob  楼主| 发表于 2015-11-17 11:01 | 显示全部楼层
honglangx 发表于 2015-11-17 10:42
同意,温度对硬件真是杀手,笔记本也不建议M.2,直接拆掉HDD换大容量SSD多好,减少噪音减少发热,一举多得 ...

不要武断地认为高温就是不好的
我主帖里只是说了高温会造成过热限速以及导致芯片脱焊
但通电时高温,对NAND也是有好处的,就像我一开始特别说明,这是有别于数据保存期里的高温
通电情况下高温有利于NAND的,对cell单元的损耗更小,操作速度更快,所需要的ECC开销也更低
但问题在于现在热的是主控,如果没有马甲一类的东西把热量分摊出去,还是难以惠及NAND颗粒
NOIP117 发表于 2015-11-17 11:22 | 显示全部楼层
觉着U.2口是高性能SSD比较好的选择,可惜不能直接和普通硬盘那样插线链接还得转换。PCIe的卡槽的版本有些体积大,关键和显卡抢位置了。
nighttob  楼主| 发表于 2015-11-17 11:29 | 显示全部楼层
NOIP117 发表于 2015-11-17 11:22
觉着U.2口是高性能SSD比较好的选择,可惜不能直接和普通硬盘那样插线链接还得转换。PCIe的卡槽的版本有些体 ...

其实是主板厂家脑子还没转过这个弯来,宁可在板子上插一大片SATAe也不给三个SFF-8643
理论上三个SFF-8643可以解决所有存储问题,就是用户根据自己需要选择用什么线缆的事
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