Надо ли охлаждать SSD M.2? Температура жесткого диска: нормальная и критическая. Как снизить температуру винчестера

SSD – устройство для хранения информации, разработанное на основе передовых компьютерных технологий. С его появлением у большинства пользователей возникло немало вопросов: что представляет собой этот накопитель и в чем его преимущества перед обычным жестким диском.

Что такое SSD и чем он отличается от винчестера

SSD (solid-state drive) – твердый накопитель информации, созданный с использованием технологии NAND. То есть, этот носитель является объемной флешкой, отличающейся повышенной скоростью обработки данных. Чтобы понять, чем этот накопитель отличается от жесткого диска нужно вспомнить, что такое HDD и как он работает.

HDD, или как его привыкли называть пользователи – винчестер, представляет собой устройство с дисками, на которые записывается информация специальными механическими головками. В тот момент, когда вы копируете или создаете что-либо, записываете музыку или фильм, каретка с головкой начинает вращаться и искать место для записи.

Чтобы понять, как это работает – вспомните обыкновенные виниловые пластинки. Все это находится в непрерывном движении, усиливая шумность компьютера. Кроме того, жесткий диск очень хрупкий и может повредиться даже от небольшой вибрации, ведь если считывающие головки встретятся с вращающимися дисками, то считайте информации, как и не бывало.

SSD-диск является отличной альтернативой, устаревшему «винчестеру», ведь в этом накопителе отсутствуют любые движущиеся части, а данные хранятся на микросхемах памяти, и благодаря этой технологии производительность устройства значительно увеличена.

Прежде чем разобраться какой из накопителей лучше, давайте пройдемся по основным характеристикам:

• Скорость отклика . SSD работает намного быстрей, ведь в этом устройстве отсутствует необходимость поиска конкретного места для записи или изъятия информации с поверхности диска, благодаря чему время доступа к данным существенно уменьшается. И система, работающая на твердотельном накопителе, начинает практически «летать» по сравнению с аналогичной на HDD.
• Бесшумность работы . Благодаря отсутствию любых подвижных механизмов накопитель SSD работает абсолютно беззвучно, в отличие от стандартного «винчестера».
• Оптимальная температура . SSD не перегревается, даже если его не охлаждать при помощи кулера. HDD требует постоянного охлаждения, ведь его перегрев ведет к нарушениям в программах и в самом аппарате.
• Повышенная ударостойкость . Отсутствие механических деталей в SSD делает это устройство практически невосприимчивым к внешним повреждениям, в то время как жесткий диск может выйти из строя даже при малейшей вибрации.
• Энергоэффективность . Для работы SSD необходимо вдвое меньше электроэнергии, чем для стандартного «винчестера».

Твердотельный накопитель имеет и ряд существенных «минусов». И прежде чем сделать выбор в пользу того или иного устройства необходимо изучить недостатки этой «флешки». К ним относятся:

• Высокая стоимость . Цена на SSD стоит значительно выше, чем на «винчестер» с тем же объемом памяти. Но это относительный недостаток, ведь все «новинки в технологиях» поначалу недешевы. Стоимость таких дисков постоянно снижается и SSD становится доступным устройством.
• Ограниченное количество перезаписей информации . Обычный SSD может произвести порядка 10 тыс. записи/чтения данных. Продолжительность жизни более дорогих моделей, основанных на технологии памяти SLC, увеличена до 100 тыс. перезаписей. На практике достичь такого результата практически невозможно. Так что не стоит особо беспокоиться об этом недостатке.
• Нельзя восстановить удаленную информацию . На сегодняшний день не существует программ, которые смогли бы «вернуть» данные с поврежденного устройства. Например, при скачке электроэнергии в жестком диске сгорает лишь контролер, в SSD накопителях он расположен в самих платах и микросхемах, и его повреждение ведет к полной непригодности устройства, и восстановить установленные на нем данные невозможно.

Гарантийный срок службы SSD-диска составляет от 3 до 5 лет, но обычно подобные устройства функционируют намного дольше.

Если же вы решили заменить «винчестер» на твердотельный накопитель, то к выбору нового устройства необходимо подойти довольно основательно. Ведь такие «флешки» отличаются своими характеристиками и ценой, и сходу довольно трудно разобраться во всех этих параметрах и выбрать оптимальный вариант. Чтобы быть уверенней при покупке SSD накопителя, и не «вестись» на все предложения консультанта изучите основные характеристики этого устройства. На что следует обратить внимание:

• Объем памяти устройства . Одним из существенных недостатков SSD-диска является его стоимость, привязанная к объему устройства. Конечно, существуют и довольно дешевые модели с минимальными 60 Гб, но если учесть что для работы Windows 7 требуется как минимум 15-20 Гб, то становится очевидным, что такого накопителя хватит лишь для установки системы и нескольких полезных программ. Для записи более существенных приложений и игр потребуется твердотельный накопитель с объемом как минимум с 120 Гб.
• Скорость . У диска существует два показателя этого параметра: чтение и запись. Чем выше подобные характеристики, тем лучше. Однако прежде чем смотреть на эти параметры подумайте, если ли смысл выбирать максимальные значения для вашего компьютера и ноутбука, ведь на «стареньких» машинах продвинутый SSD накопитель вряд ли потребуется. Так что прежде чем выбирать, узнайте о разрядности шины вашей «материнки» и подбирайте накопитель с теми же параметрами.
• Форм-фактор . Размеры этого устройства также играют немалую роль. Устаревшие модели с габаритами в 3.5″ (дюйма) стоят куда дешевле, но их нельзя установить в ноутбук и для их подключения к ПК потребуются специальные проводники. SSD-диски с размером 2.5″ (дюйма) намного практичней, и подходят для любой машины.
• Чип памяти. SLC накопители стоят дороже, но и срок их работы намного больше, чем у MLC.
• Контроллер. Отлично зарекомендовали себя Intel, Marvell, Indilinx, SandForce.
• Производитель. Компаний, специализирующихся на производстве подобных устройств не так уж много, и среди них можно выделить Samsung, Intel, Crucial, SanDisk. Конечно, можно встретить в продаже и представителей других фирм, но лучше остановить внимание на разработчиках, проверенных временем.

Как работать с SSD накопителем

Для того чтобы устройство радовало вас своей скоростью длительное время, необходимо знать об основных правилах эксплуатации таких накопителей:

• Для оптимальной работы SSD требуется установка системы с поддержкой команды TRIM (Windows 7 и выше, Mac OS X 10.6.6).
• Необходимо избегать полного заполнения диска.
• Личные данные лучше сохранять на жестком диске, так что не удаляйте «винчестер», если он работает.
• Увеличение объема оперативной памяти позволит отказаться от использования файла подкачки, а это в свою очередь, благотворно влияет на работу диска.

Воспользовавшись этими советами, вы надолго сохраните повышенную скорость работы SSD-диска и увеличите срок его эксплуатации.

Видео инструкция

Для начала разберемся, с чем связан перегрев PCIe SSD и почему для определенный пользователей он актуален в большей, а для части — в меньшей мере.

Оперируя данными на значительно более высокой скорости, чем накопители с интерфейсом SATA 6 Гбит/с, PCIe SSD оснащены более производительными контроллерами и изначально подвержены более высокому нагреву. Усугубляет ситуацию слабая циркуляция воздуха внутри закрытых корпусов (особенно при наличии СВО) и возможное расположение слота М.2 в непосредственной близости к другим источникам тепла, например, к видеокарте. Рабочий диапазон температур большинства современных PCIe SSD находится в приделах от 0 °C до 70 °C, но при достижении отметки уже 65 °C в работу вступают защитные механизмы троттлинга, призванные уберечь диск от критического перегрева. Это приводит к кратковременному, но заметному снижению производительности всей дисковой подсистемы. Таким образом, покупая PCIe SSD и не обеспечив ему надлежащих условий работы, пользователь рискует не получить в полной мере то, за что он собственно и заплатил больше — стабильно-высокую скорость работы.

В ходе наших тестов мы использовали материнскую плату MSI Z370 Gaming Pro Carbon AC и твердотельный накопитель Adata SX8000NP 512GB (контроллер Silicon Motion SM2260). SSD устанавливался в верхний из двух доступных слотов. Тестирование проводилось на открытом стенде, но при этом вокруг SSD создавалась «мёртвая зона» — с трех сторон диск был ограждён картонными перегородками, препятствующими поступлению воздушного потока. Дискретная видеокарта не принимала участия в тестировании, так как уровень ее влияния сильно зависит от конкретной модели ускорителя, типа используемой СО и режима ее работы.

Влияние нагрева на производительность накопителя проверялось в трех тестовых режимах:

• PCIe SSD без дополнительного охлаждения;
• PCIe SSD + пластина-радиатор из комплекта поставки МП MSI Z370 Gaming Pro Carbon AC;
• PCIe SSD + СО Adata XPG Storm RGB (фиксированная частота вращения вентилятора 16500 об/мин.).

Тестирование проводилось в помещении со стабильной температурой воздуха 24 °C. В ходе тестов фиксировалась как пиковая температура SSD, так и время, затраченное на выполнение задачи в каждом из тестовых сценариев. Выполнялось 3-4 прогона в каждом из режимов тестирования, по результатам которых в итоговые графики заносился суммарный средний показатель. Перед каждым новым прогоном делался перерыв в 15 минут и выполнялась команда TRIM.

Возвращаясь к пластине-радиатору от MSI, отмечу, что по своим габаритам она оказалась больше, чем радиатор у XPG Storm RGB и поддерживает М.2 накопители длиной вплоть до 110 мм. Уровень эффективности, который обеспечивает подобная пластина, можно брать за ориентир, если рассматривать именно покупку готового радиатора для SSD от других производителей брендовых систем охлаждения.

Результаты тестирования

Температура в режиме покоя

Наше тестирование мы начали с замера температуры SSD в состоянии покоя. Как видно из графика, лучше всего с поставленной задачей справилась пластина-радиатор, обойдя по итогу активную систему охлаждения от Adata. Температура тестового накопителя без дополнительного охлаждения составила 56 °C, в результате чего утилита CrystalDiskInfo сигнализировала о возможных проблемах с диском уже спустя 2 минуты после запуска ПК.

Сама по себе температура в 56 °C не является критичной, но в ходе любой дальнейшей нагрузки на дисковую подсистему она гарантировано продолжит расти и с большой долей вероятности приведет к проявлениям троттлинга.

CrystalDiskMark

Наличие троттлинга подтвердил бенчмарк CrystalDiskMark. Без дополнительного охлаждения температура диска достигла пиковых 69 °C, что привело к снижению максимальной скорости записи более чем на 30%. Пластине-радиатору удалось удержать температурный режим на уровне 48 °C, максимальная температура SSD при установке XPG Storm RGB составила 62 °C.

Хотя формально XPG Storm RGB и справился с задачей, становится очевидно, что при охлаждении SSD с помощью радиатора ключевую роль играет отвод тепла от контроллера. Качественная термопрокладка, покрывающая всю поверхность микрочипа, по итогу обеспечивает лучше результат, чем наличие дополнительного активного элемента в конструкции системы охлаждения.

Копирование набора файлов объемом 10 ГБ

На копирование массива данных объемом в 10 Гбайт во всех трех тестовых режимах потребовалось чуть более 20 секунд. Непродолжительные нагрузки не способны привести к проседанию скоростных показателей PCIe SSD.

Копирование набора файлов объемом 20 ГБ

Увеличение объема копируемых файлов до 20 Гбайт вызвала рост максимальных температур на 1-4 °C, но разница в скорости работы по-прежнему отсутствует.

Копирование набора файлов объемом 30 ГБ

Первый перегрев немодифицированного SSD дает о себе знать приблизительно спустя одну минуту работы. Как только пиковая температура Adata SX8000NP 512GB превысила 65 °C, скорость копирования данных заметно снизилась, что отобразилось на графике.

Копирование набора файлов объемом более 50 ГБ

Дальнейший рост объема копируемых данных только усугубляет ситуацию. Отсутствие дополнительного охлаждения приводит более чем к двукратному росту времени, требуемого на копирование. SMART «голого» накопителя регулярно предупреждает о проблемах в работе SSD, а скорость передачи данных может опускаться вплоть до 3-5 Мбайт/с.

Лучшим решением для отвода тепла по-прежнему остаётся массивная пластина-радиатор от MSI. Пиковая температура диска в паре с кулером XPG Storm RGB оказалась очень близкой к критичным 65 °C, что объясняет отставание в 5-7 секунд от «соперника».

PCMark 8 Storage

Даже если отбросить сценарии непрерывного копирования большого массива данных и заменить их на разноплановую и стабильную нагрузку дисковой подсистемы, имитируемой бенчмарком PCMark 8, то наличие дополнительного охлаждения все равно дает видимый результат. Установка радиатора или активной СО XPG Storm RGB позволила избежать падения скорости с 427 Мбайт/с до 373 Мбайт/с. В целом, можно резюмировать, что проблема перегрева PCIe SSD актуальна для многих задач, которые связанны с продолжительной нагрузкой (в т.ч. и с неинтенсивной).

Альтернативные вариант охлаждения PCIe SSD

Отдельно я хочу рассмотреть вариант охлаждения PCIe SSD за счет прямого обдува. Подобная схема охлаждения может быть труднореализуема за счет нюансов размещения слотов М.2 на конкретной модели материнской платы или отсутствия свободного места в корпусе. Вместе с тем, как показали результаты наших тестов, подобное решение является весьма эффективным.

В нашей тестовой системе твердотельный накопитель был установлен в слот М.2 возле процессорного сокета, где работал боксовый процессорный кулер Intel. Частота вращения вентилятора в ходе тестов составила около 1000-1100 об/мин.

Если убрать картонное ограждение, которое мы использовали в ходе основных тестов, то рассеваемого через ребра радиатора воздушного потока оказалось достаточно, чтобы в ходе копирования 100 Гбайт информации удержать пиковую температуру SSD на уровне 50 °C. Это на 2 °C ниже, чем лучший результат при применении отдельных дополнительных систем охлаждения.

Выводы

Пользователям, планирующим покупку высокопроизводительного PCIe SSD, однозначно необходимо задуматься об организации надлежащего охлаждения нового устройства. Рост температуры накопителя свыше 65 °C оказывает прямое влияние на его быстродействие, а также может сказаться на максимальном сроке службы накопителя. Для тех систем, где организация прямого обдува диска остается невозможной, оптимальным вариантом станет покупка отдельной специализированной СО для SSD. Благо выбор подобных систем охлаждения с каждым днем становится все больше и больше. Выбирая конкретную модель охладителя, в первую очередь стоит обращать внимание на наличие крупных термопрокладок, которые покроют всю поверхность микроконтроллера SSD, а также на габариты самого радиатора.

Что касается героя сегодняшнего обзора, то система XPG Storm RGB смогла охладить пыл тестового накопителя даже в самых серьезных сценариях нагрузки, которые маловероятно, что будут повторяться пользователем при повседневной эксплуатации SSD. Вместе с тем, система охлаждения от Adata не лишена ряда недостатков. Основная наша претензия касается уровня шума, генерируемого вентилятором и низкой эффективностью, которую вентилятор обеспечивает сам по себе. XPG Storm RGB в первую очередь будет интересен тем, кому нравится добавлять в систему компоненты с RGB-подсветкой. Благодаря поддержке фирменного «софта» по управлению RGB от всех ключевых производителей материнских плат, XPG Storm RGB сможет гармонично дополнить уже собранный билд.

(октябрь 2010, англ.)
… я чувствую себя этически и морально обязанным посвятить вас в маленький грязный секрет, открытый мной за последние два года использования твердотельных дисков. Твердотельные диски дохнут. В огромных количествах. И не просто дохнут. Я говорю об ужасных поломках «боже мой, что случилось со всеми моими данными ». И это нифига не клево.

Я купил три твердотельных диска Crucial на 128 гигабайт в октябре 2009 для себя и двух других работников Stack Overflow. По состоянию на предыдущий месяц два из них уже сдохли. На днях я беседовал с Джоэлом во врем записи подкаста, и он сказал, что твердотельный диск от Intel в его Thinkpad, купленный примерно в то же время, тоже сдох.

Друг компании и просто клевый парень Уиллс Портман может рассказать истории пострашнее. Он заразился религией твердотельных дисков после моего поста 2009-го года. За эти два года он купил восемь дисков и все они сдохли .

Super Talent 32 Гб SSD, сдох после 137 дней
- OCZ Vertex 1 250 Гб SSD, сдох после 512 дней
- G.Skill 64 Гб SSD, сдох после 251 дня
- G.Skill 64 Гб SSD, сдох после 276 дней
- Crucial 64 Гб SSD, сдох после 350 дней
- OCZ Agility 60 Гб SSD, сдох после 72 дней
- Intel X25-M 80 Гб SSD, сдох после 15 дней
- Intel X25-M 80 Гб SSD, сдох после 206 дней

Вы могли подумать, что теперь я буду ругать твердотельные диски и называть их ненадежной, нестабильной технологией. Особенно учитывая, что я главный эксперт по резервному копированию в мире (англ.).

Что ж, вы ошибаетесь. Я только что пошел и купил новый горячий OCZ Vertex 3 SSD, лучший диск среди дисков последнего поколения, появившихся в этом году. Издание Storage Review (англ.) назвало его самым быстрым твердотельным SATA диском, который они когда либо видели.

Твердотельные диски настолько невероятно производительны и работа на них настолько отличается от обычных дисков, что мне пофиг на то, что они дохнут в среднем раз в 12 месяцев . Я больше не могу представить компьютер без SSD. Это все равно что вернуться на модемный интернет, или 13 дюймовый ЭЛТ монитор, или к однокнопочной мыши. Только через мой труп, чувак!

Это может показаться иррациональным, но … мне кажется, что этот феномен лучше всего был объяснен в сериале «Как я встретил вашу маму » персонажем Барни Стинсоном, блестяще сыгранным любимчиком компьютерщиков Нилом Патриком Харрисом.

Примечание: Это 5-я серий 3-го сезона, самое начало серии.

Барни: Не может быть, чтобы она была выше линии на графике горячая/сумасшедшая.

Тэд: Она даже не на графике горячая/сумасшедшая. Она просто горячая.

Робин: Стоп. График горячая/сумасшедшая?

Барни: Давай я покажу.

Барни: Девушке можно быть сумасшедшей настолько, насколько она горячая. Следовательно, если она сумасшедшая здесь, она должна быть здесь по страстности. Если она здесь сумасшедшая, она должна быть здесь горячей. Нужно, чтобы девушка была выше этой линии, так же известной как «диагональ Вики Мендоза». Я как-то встречался с этой девушкой, она постоянно пересекала эту линию. Она побрила голову, потом похудела на пять килограммов. Она уколола меня вилкой, потом увеличила себе грудь. [пауза] Надо бы ей позвонить.

Если вы пользуетесь SSD, просто убедитесь, что у вас хорошая система резервного копирования. Я надеюсь, что ситуация с надежностью улучшится в следующих двух поколениях. Тем не менее последние два месяца я скрупулезно выяснял, где находятся твердотельные диски на графике горячая/сумасшедшая, и поверьте мне, вы хотите купить один из этих дисков Vertex 3 прямо сейчас.

2 Надежно крепим

3 Понижаем температуру

4 Избегаем резких движений