Dlaczego dysk SSD jest tak gorący

Niektóre modele SSD wydzielają więcej ciepła niż mała elektrownia jądrowa. W przypadku niektórych modeli dysków SSD przegrzewanie się jest normalnym trybem działania.

W rzeczywistości, w przypadku niektórych dysków SSD opartych na technologii SATA, ich metalowa obudowa nie tylko chroni elektronikę dysku, ale także pełni rolę pasywnego radiatora. W przypadku standardowego komputera typowa temperatura obciążonego dysku SSD wynosi od 30°C do 50°C (86°F i 122°F), ale może się to nieco różnić w zależności od producenta. To normalne, że występują skoki ciepła, gdy dysk SSD przechodzi z bezczynności do wykonywania intensywnego zadania, takiego jak duży transfer danych.

Dyski SSD wykorzystują pamięć flash NAND. Ten rodzaj pamięci jest nieulotny, co oznacza, że ​​nie wymaga ciągłego zasilania do przechowywania danych. Tranzystor z pływającą bramką (znany również jako FGT, półprzewodnik z tlenkiem metalu) jest popularnym typem pamięci NAND, który jest używany w dyskach SSD (takich jak te produkowane przez firmę Intel). Kolejnym półprzewodnikiem wykorzystywanym w pamięci NAND jest Charge Trap Flash (CFT), ale jego właściwości termiczne są zbliżone do FGT, więc na potrzeby tego bloga zostanie omówiony wpływ ciepła na dyski SSD oparte na FGT.

FGT składa się zasadniczo z dwóch rodzajów bramek, bramki pływającej (FG) i bramki kontrolnej (CG). Procedurą usuwania ładunku elektrycznego z FG jest proces Erase (wymazywanie danych), natomiast procedurą zapisu jest operacja Program (zapis danych). Ta operacja wymaga zasilania, a temperatura może znacznie wzrosnąć, gdy dysk SSD jest poddawany dużym obciążeniom.

Proces „tunelowania elektronów” używany podczas cykli programowania/kasowania (zapis/usuwanie) może uszkodzić komórkę (FGT). Tlenek tunelowy, warstwa, z której składa się FGT (jak pokazano na rysunku 1), z czasem ulega zużyciu, gdy jest wystawiony na działanie wysokich temperatur. To zużycie skutkuje wyciekiem elektronów i błędami bitowymi.

Gdy dysk SSD się przegrzewa, kontroler może działać nieprawidłowo, prowadząc do różnego rodzaju niestabilnych zachowań dysku, takich jak:

  • Dysk SSD nie jest rozpoznawany przez system Windows.
  • Komputer nie widzi dysku SSD
  • Dysk SSD jest wyświetlany jako niesformatowany.
  • Przy próbie skopiowania plików z dysku SSD, komputer ciągle się zawiesza.
  • Nie można kopiować plików z dysku SSD.
  • Wydaje się, że niektóre pliki zniknęły z dysku SSD bez konkretnego powodu.

SDD i ciepło

Wielu komentatorów internetowych wspomina, że ​​operacje odczytu/zapisu na dyskach SSD działają lepiej w wyższych temperaturach. To jest poprawne?

Programowanie NAND zawsze działało optymalnie w wyższych temperaturach. Mówiąc prościej, gdy dysk SSD jest gorący, operacje odczytu, zapisu i kasowania będą szybsze i płynniejsze w porównaniu do chłodniejszego dysku. Zmniejsza się również degradacja warstw tlenków komórek, ponieważ ciepło powoduje mniejsze naprężenia.

Współczynnik kształtu i ciepło M.2

Zapotrzebowanie użytkowników na lżejsze i cieńsze urządzenia nie poprawia sytuacji. Na przykład format rozmiaru M.2 ma stosunkowo małą powierzchnię w połączeniu z dużą gęstością danych. Ta specyfikacja może pobierać moc do 7 watów, ale może podnieść temperaturę do 100C. (Przynajmniej dyski SSD oparte na SATA mają większą powierzchnię do rozpraszania ciepła i mogą wykorzystywać swoją obudowę, która często jest metalowa, jako radiator).

Wprowadź dławienie termiczne, aby trochę ochłodzić rzeczy, ale także je spowolnić 

Wielu producentów dysków SSD używa funkcji zwanej Thermal Throttling, aby zapobiec przegrzaniu swoich urządzeń. Monitoruje temperaturę dysku SSD za pomocą wbudowanego czujnika. Gdy temperatura dysku osiągnie wstępnie zdefiniowany próg, funkcja zarządzania temperaturą spowalnia działanie dysku SSD, aby zapobiec przekroczeniu maksymalnej temperatury. Skutkuje to mniejszą liczbą przerzucanych bitów z powodu ciepła i ostatecznie zapobiega przedwczesnej awarii. Uproszczony proces techniki dławienia termicznego przedstawiono na rysunku 2. Widać, że temperatura pracy wynosi powyżej 70°C (158°F), co jest „normalne” dla M.2. Aby jednak ustalić normalną temperaturę pracy dysku SSD, zapoznaj się z arkuszem specyfikacji producenta.

Każdy producent inaczej zaimplementuje dławienie termiczne. Na przykład dyski SSD Samsung wykorzystują Dynamic Thermal Guard (DTG). Jeśli dysk przekroczy temperaturę progową, DTG zmniejszy zasilanie NAND i MCU (kontroler). Ten mechanizm samozachowawczy dysku zwykle uruchamia się w temperaturze około 75 stopni Celsjusza. W przypadku wielu modeli dysków SSD, takich jak 950 Pro, 960 Pro i 970 Pro, dławienie termiczne może być dość powszechnym zjawiskiem w przypadku długotrwałych obciążeń, takich jak intensywna edycja wideo lub gdy dysk jest używany w obciążonym serwerze VM.

Małe, ale pięknie ukształtowane… Miedziane radiatory o grubości zaledwie 1,5 mm mogą służyć do chłodzenia przegrzewających się dysków SSD M.2 NVMe i mogą potencjalnie obniżyć temperaturę dysku nawet o 20C. przedłużając życie Twoich danych.Ochłódź swoj odrzutowiec… Naprawianie przegrzewających się dysków SSD
Dławienie termiczne ma niepożądany efekt uboczny spowalniania dysku SSD. Ale muszą istnieć inne sposoby na schłodzenie przegrzewającego się dysku SSD, prawda? Niektóre zewnętrzne opcje chłodzenia są dostępne, jeśli masz do czynienia z przegrzewającym się dyskiem SSD M.2 NVMe w laptopie. Jednym z najskuteczniejszych sposobów chłodzenia dysku SSD tego typu jest użycie miedzianego radiatora, jeśli pozwala na to miejsce. Czysta miedź ma przewodność cieplną 401 W/mk i dobrze rozprasza ciepło, obniżając temperaturę dysku SSD w zakresie od 5C do 20C. Te radiatory są dostępne w rozmiarach zaledwie 1,5 mm grubości i dobrze pasują do dysków SSD 2280 i 2260. Aby uzyskać najlepsze wyniki, przed dodaniem radiatora należy zawsze usunąć naklejkę ze specyfikacją producenta dysku. (Jednak należy zachować tę naklejkę w bezpiecznym miejscu do wykorzystania w przyszłości).Jeśli chodzi o komputery stacjonarne, jest znacznie więcej swobody w zakresie wdrażania skutecznych środków chłodzących.1)   Zmień gniazdo PCIe dysków SSD, jeśli to możliwe – upewnij się, że jest to zrobione z dala od innych elementów generujących ciepło, takich jak procesory graficzne.

2) Spróbuj dodać nowy wentylator obudowy , jeśli pozwala na to miejsce, i strategicznie ustaw jego przepływ powietrza w kierunku przegrzewającego się dysku SSD, aby go schłodzić.

3)   Na koniec możesz spróbować użyć karty PCIe. To jest karta PCIe, do której podłącza się twój dysk SSD. Wykorzystuje radiator, wentylator lub oba te elementy do chłodzenia dysku SSD.

Odzyskiwanie danych z dysku Intel SSD PCIe 660p M.2

W związku z tym, że odczyty sektorów są bardzo trudne, obniżmy najpierw temperaturę rdzenia dysku. W tym celu używamy niestandardowego urządzenia chłodzącego wykonanego dla wadliwych dysków SSD. Wykorzystuje radiator o bardzo dużej powierzchni, co oznacza, że ​​maksymalizuje rozpraszanie ciepła. Wykorzystuje również wentylator o dużej prędkości, który dodatkowo chłodzi dysk za pomocą konwekcji. Umożliwia nam to obniżenie temperatury dysku z 80 do 52 stopni Celsjusza. Gdy temperatura Intel 660 ustabilizuje się, możemy teraz podłączyć go do naszego systemu odzyskiwania danych PCIe. Normalne odczyty okazywały się niemożliwe. Dlatego musieliśmy użyć specjalnego czytnika dysków PCIe z regulowanymi ustawieniami limitu czasu odczytu, ustawieniami zasilania kontrolera i funkcjami resetowania dysku. Przy lodowatej prędkości zaledwie 64 sektorów na odczyt obraz dysku zająć może około dwóch dni. Nawet po tym procesie tablica partycji NTFS dysku wymagała naprawy swojego MFT. Jednak wysiłek się opłacił – większość plików klienta (.DOC. PDF, XLSX, PPTX została pomyślnie odzyskana).