Phison wiederholt hohe Temperaturen für PCIe-NVMe-SSDs der 5. Generation, bis zu einer Grenze von 125 °C für Anforderungen an Controller und aktive Kühlung

In einem neuen Blog von Phison wiederholte der Hersteller von DRAM-Controllern, dass NVMe-PCIe-Gen-5-SSDs höhere Temperaturen aufweisen und aktive Kühllösungen erfordern.

Phison legt thermisches Limit von bis zu 125 °C für PCIe Gen 5 NVMe SSD-Controller, aktive Kühlung und neuen Anschluss in Gesprächen fest

Letztes Jahr Phison aufgedeckt eine Menge Details zu PCIe-Gen-5-NVMe-SSDs. Sebastien Jean, CTO von Phison, gab bekannt, dass die ersten Gen-5-Lösungen bis Ende dieses Jahres an Kunden ausgeliefert werden.

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Was PCIe-Gen-5-SSDs angeht, wird berichtet, dass PCIe-Gen-5-SSDs Geschwindigkeiten von bis zu 14 GB/s bieten werden und vorhandener DDR4-2133-Speicher ebenfalls Geschwindigkeiten von etwa 14 Gb/s pro Kanal bietet. Und während SSDs keine Systemspeicherlösungen ersetzen, können Speicher und DRAM jetzt im selben Raum laufen und eine einzigartige Perspektive wird in Form von L4-Caching geboten. Aktuelle Prozessorarchitekturen umfassen L1-, L2- und L3-Cache, daher glaubt Phison, dass SSDs der Generation 5 und höher mit 4-KB-Cache aufgrund einer ähnlichen Designarchitektur als LLC (L4)-Cache für den Prozessor fungieren können.

Phison gibt nun an, dass sie, um die Leistungsgrenze unter Kontrolle zu halten, von 16 nm auf 7 nm wechseln, um die Leistung zu reduzieren und gleichzeitig ihre Leistungsziele zu erreichen. Die Verwendung von 7-nm- und aktualisierten Prozessknoten kann dazu beitragen, die Leistungsobergrenze zu reduzieren, und eine weitere Möglichkeit, Strom zu sparen, besteht darin, die NAND-Kanäle auf der SSD zu reduzieren.

Jean sagte: „In der Praxis brauchen Sie keine acht Kanäle mehr, um die Gen4- und sogar Gen5-PCIe-Schnittstelle zu sättigen. Sie können die Host-Schnittstelle potenziell mit vier NAND-Kanälen sättigen, und die Reduzierung der Anzahl der Back-End-Kanäle reduziert die SSD-Gesamtleistung in der Regel um 20–30 %.

von Phison

Die Temperaturen bleiben die größte Sorge für SSDs, wenn wir uns weiterentwickeln. Wie wir bei PCIe-NVMe-SSDs der 4. Generation gesehen haben, neigen sie dazu, heißer zu werden als frühere Generationen und erfordern daher starke Kühllösungen. Die meisten High-End-Geräte sind heutzutage mit einem Kühlkörper ausgestattet, und die Hersteller von Motherboards haben auch die Verwendung eigener Kühlkörper betont, zumindest für die Haupt-SSD.

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Laut Phison arbeitet NAND typischerweise bei 70-85 Grad Celsius und bei Gen 5 wurden die SSD-Controller-Grenzwerte auf 125 °C festgelegt, aber NANAD-Temperaturen können nur 80 °C erreichen, danach fallen sie kritisch ab.

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Wenn sich eine SSD füllt, wird sie viel empfindlicher gegenüber Hitze. Jean empfiehlt, und SSD unter 50 Grad Celsius (122 Grad F) zu halten. „Der Controller und alle anderen Komponenten … sind bis zu 125 Grad Celsius (257 Grad F) gut“, sagte er, „aber das NAND ist es nicht, und die SSD wird kritisch heruntergefahren, wenn sie ausfällt Temperatur des NAND über etwa 80 Grad Celsius (176 Grad F) liegt.

Die Hitze ist schlimm, aber die extreme Kälte ist auch nicht so toll. „Wenn die meisten Ihrer Daten heiß geschrieben wurden und Sie sie kalt lesen, haben Sie einen enormen Temperaturwechsel“, sagte Jean. „Die SSD ist darauf ausgelegt, damit umzugehen, aber es führt zu mehr Fehlerkorrekturen. Also geringerer maximaler Durchsatz. Der optimale Punkt für eine SSD liegt zwischen 25 und 50 Grad Celsius (77 bis 122 Grad F).“

von Phison

Daher sagte Phison, dass er Herstellern von Gen 4 SSDs rät, einen Kühlkörper zu haben, aber für Gen 5 ist es ein Muss. Es ist auch wahrscheinlich, dass wir sogar lüfterbasierte aktive Kühllösungen für SSDs der nächsten Generation sehen werden, und das liegt an dem höheren Leistungsbedarf, der zu einer größeren Wärmeabgabe führt. SSDs der Generation 5 haben eine durchschnittliche TDP von etwa 14 W, während SSDs der Generation 6 eine durchschnittliche TDP von etwa 28 W haben werden. Außerdem wird berichtet, dass das Wärmemanagement eine große Herausforderung für die Zukunft ist.

„Ich würde erwarten, Kühlkörper für Gen5 zu sehen“, sagte er. „Aber irgendwann brauchen wir auch einen Lüfter, der die Luft direkt über den Kühlkörper drückt.“

In Bezug auf serverseitige Formfaktoren sagte Jean: „Der Schlüssel ist ein guter Luftstrom durch das Gehäuse selbst, und Kühlkörper reduzieren im Wesentlichen den Bedarf an verrückten Hochleistungslüftern EDSFF E1- und E3-Spezifikationen haben Formfaktordefinitionen, die Kühlkörper enthalten. Einige Hyperscaler sind bereit, die Speicherdichte in einem Gehäuse gegen einen Kühlkörper und einen geringeren Bedarf an Hochgeschwindigkeitslüftern einzutauschen.

„Wenn Sie sich die umfassendere Frage ansehen, wohin sich PCs entwickeln, wird deutlich, dass beispielsweise die M.2 PCIe Gen5-Karte, wie sie heute ist, die Grenze ihrer Leistungsfähigkeit erreicht hat. Der Anschluss wird zu einem Engpass für zukünftige Geschwindigkeitssteigerungen“, sagte Jean. „So werden neue Steckverbinder entwickelt und in den nächsten Jahren verfügbar sein. Sie werden sowohl die Signalintegrität als auch die konduktive Wärmeableitung zum Motherboard erheblich verbessern. Mit diesen neuen Anschlüssen können wir es vermeiden, Lüfter auf SSDs zu setzen.

von Phison

Derzeit werden 30 % der Wärme über den M.2-Anschluss und 70 % über die M.2-Schraube abgeführt. Hier werden auch die neuen Schnittstellen und neuen Schnittstellensteckplätze eine große Rolle spielen. Phison investiert derzeit in einen neuen Anschlusstyp, der die Verwendung von Lüftern ermöglichen könnte, aber für Benutzer, die nach mehr Geschwindigkeit suchen, wird es immer AICs und NVMe-SSDs geben, die bessere Kühldesigns unterstützen. Das wird auch erwähnt

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Nachrichtenquelle: Tomshardware

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