M.2 Kühler, der Verbündete Ihrer SSD NVMe für maximale Leistung bei PcComponentes

Was ist NVMe und seine Bedeutung für SSD-Einheiten

Wir könnten erklären, was eine M.2 SSD ist, aber das haben wir bereits getan und verweisen Sie auf diesen Beitrag, um seine Formfaktoren, Eigenschaften, Vor- und Nachteile kennenzulernen. Allerdings halte ich es für wichtig zu erklären, was NVMe ist, da es eng mit der Installation eines M.2-Kühlers auf einer SSD verbunden ist.

NVMe (Non-Volatile Memory Express) ist ein Zugriffs- und Speichertransportprotokoll für Flash-Speicher und SSDs, das eine höhere Leistung und geringere Latenz bietet. Ursprünglich wurde es für Unternehmensumgebungen konzipiert, in denen es eine große Datenlast gab, so dass es Leistungs-, Wirtschafts- und Skalierungsbedürfnisse gab.

Was hatten wir vor NVMe? Die vererbten Protokolle von SATA und SAS, die veraltet waren. NVMe ist für NUMA optimiert und wurde von Grund auf neu entwickelt, ohne etwas von anderen Architekturen zu erben. Wenn Sie sich fragen, was NUMA ist, werden wir Ihnen sagen, dass es sich um ein Speicherdesign handelt, das im Multiprocessing verwendet wird, bei dem eine CPU schneller auf ihren lokalen Speicher zugreifen kann als auf einen anderen Speicher (sei es RAM oder SSD).

Dieses Design ist das Ergebnis davon, dass SSDs NVMe die maximale Leistung von Multicore-Prozessoren erreichen, da die Kerne ihre Warteschlangen, Prioritäten und Befehle teilen können.

Dieses NVMe-Protokoll basiert auf niedriglatenzigen parallelen Datenpfaden, die eine höhere Leistung und geringere Latenz bieten als wir bei HDDs und 2,5-Zoll-SATA-SSDs gesehen haben. Für Rechenzentren bedeutet dies eine größere Kapazität zur Verarbeitung von Echtzeit-Workloads und zur Beschleunigung von Anwendungen.

Das Geheimnis von NVMe liegt in der Unterstützung mehrerer Ein- und Ausgabewarteschlangen, konkret bis zu 64.000 Einträge. Mit den vererbten Protokollen gab es keine parallelen Warteschlangen, sondern sie waren individuell und wir konnten 254 Einträge in Legacy SAS und weitere 32 in SATA sehen. Und das NVMe-Software ist der Zauber: es ermöglicht das Erstellen von Warteschlangen und minimiert die CPU-Overhead. Nicht nur das, es hat auch die Fähigkeit, die Priorität der Workloads zu ändern.

Ein weiterer Schlüssel liegt in den CPU-Zyklen: Die vererbten Protokolle verbrauchten viele Zyklen und die Daten waren für die Anwendungen verzögert verfügbar. Übersetzt in die Unternehmenssprache war es ineffizient, weil verschwendete CPU-Zyklen Geld kosteten. Dank NVMe werden leistungsstarke Workloads gehandhabt, Kosten reduziert und die Leistung beschleunigt.

Warum ist NVMe wichtig für einen Gamer oder einen durchschnittlichen Benutzer?

Nachdem wir NVMe erklärt haben, sollten Sie wissen, dass eine konventionelle M.2 SSD nicht die gleichen Übertragungsgeschwindigkeiten wie eine NVMe SSD erreichen kann. Dieses Protokoll nutzt alle PCI-Express-Schienen voll aus, da sich alles ändert, je nachdem, ob wir die SSD an PCIe x2 oder x4 anschließen.

Es gibt Einheiten, die darauf vorbereitet sind, an x8 angeschlossen zu werden, aber das gebräuchlichste ist x4. Auf dem Markt finden wir PCI-Express 3.0, 4.0 und 5.0; gesagt sei, dass die Spezifikationen sich weiterentwickeln und dieser Beitrag bald veraltet sein wird (wir werden ihn aktualisieren, versprochen).

Die Geschwindigkeitsunterschiede sind enorm, lassen Sie uns das mit Beispielen veranschaulichen. Diese Western Digital Blue ist eine 500 GB M.2 SSD, die nicht mit NVMe kommt. Infolgedessen bietet sie Lesegeschwindigkeiten von 560 MB/s und Schreibgeschwindigkeiten von 510 MB/s.

Andererseits haben wir diese Samsung 980 500 GB NVMe, die 3100 MB/s beim Lesen und 2600 MB/s beim Schreiben bietet.

Dies gilt für PCI-Express 3.0, aber NVMe SSDs, die für PCIe 4.0 oder 5.0 ausgelegt sind, schießen diese Zahlen in die Höhe; dies ist auf die Bandbreite zurückzuführen, die sich mit den folgenden Versionen von PCI-Express verdoppelt. Je größer die Bandbreite, desto höhere Übertragungsgeschwindigkeiten werden erreicht; zum Beispiel können PCIe 4.0 SSDs theoretisch bis zu 9000 MB/s erreichen, während PCIe 5.0 SSDs ohne viel Mühe auf 10.000 MB/s kommen können, aber theoretisch bis zu 14.000 MB/s erreichen können.

Warum einen M.2-Kühler auf einer NVMe SSD verwenden

All diese MB/s-Zahlen werden Sie überrascht haben, aber sie haben einen Preis: Temperaturerhöhung. Der Speichercontroller zusammen mit den Speicherchips erwärmt sich stark, je nachdem

Die Geschwindigkeiten steigen, also werden wir Probleme haben, wenn wir sie nicht reduzieren.

Wenn wir die SSD M.2 nicht mit einem Kühlkörper kühlen, wird die Lebensdauer verkürzt oder es kommt zum Thermal Throttling, oder beides! Daher wird der M.2-Kühlkörper helfen, die Wärme von der SSD abzuführen, um sie zu entlasten und weiterhin mit maximaler Leistung zu arbeiten.

Allerdings ist nicht immer ein M.2-Kühlkörper notwendig, da wir die SSD nicht ständig mit maximaler Leistung nutzen. Daher empfehlen wir, zu beobachten, dass sie nicht über 40-45ºC hinausgeht, mit HWMonitor oder einem ähnlichen Programm; wenn sie es überschreitet, benötigen Sie einen Kühlkörper.

Wie es funktioniert

Für die Neugierigen, die sich fragen, wie ein M.2-Kühlkörper funktioniert, ist das Vorgehen ähnlich wie bei einem passiven CPU-Kühlkörper, nur dass wir keine Wärmeleitpaste haben: hier wird ein Thermal Pad oder eine Wärmeleitfolie verwendet. Dies erleichtert die Installation.

1. Die Wärme entsteht in den Speicherchips der SSD-PCB.
2. Diese Wärme wird auf das darüber liegende Thermal Pad übertragen.
3. Das Thermal Pad leitet die Wärme an den Kühlkörperblock weiter, der Wärmerohre haben kann oder nicht.
4. Der Kühlkörper leitet die Wärme durch die üblicherweise vorhandenen Aluminiumlamellen ab, und zwar durch Konvektion.

Wir müssen sagen, dass wir eine unerwünschte Folge haben: Erhöhung der Wärme im PC-Gehäuse.

Wie man M.2-Kühlkörper für SSDs installiert

Zunächst empfehlen wir Ihnen, die Installationsanweisungen des Kühlkörperherstellers zu lesen. Sie werden uns nicht nur den Prozess auflisten, sondern es kann auch Besonderheiten geben, die wir hier nicht bemerken werden.

Das Verfahren zur Installation von M.2-Kühlkörpern für SSDs ist sehr einfach:

1. Das Thermal Pad wird auf die Speicherchips der SSD gelegt. Wahrscheinlich müssen Sie eine Folie entfernen.
2. Wir entfernen die restliche Folie (oben auf dem Thermal Pad).
3. Wir installieren den Kühlkörper darauf.
4. Wir schließen die SSD NVMe M.2 in den M.2-Slot des Mainboards an.
5. Überwachen Sie die Temperaturen.

Letzter Tipp: Kühlen Sie das PC-Gehäuse

Wenn Sie Ihr PC-Gehäuse nicht darauf vorbereitet haben, die Wärme der Komponenten abzuführen, ist es jetzt an der Zeit, denn die Konvektionsmethode, die von den M.2-Kühlkörpern verwendet wird, erzeugt mehr Wärme im Inneren des Gehäuses. Daher sollten zusätzliche Lüfter den Rest der Arbeit erledigen.

Zuletzt empfehlen wir Ihnen, eine regelmäßige PC-Reinigung durchzuführen, um die Ansammlung von Staub zu vermeiden, der die Komponenten verstopfen könnte.