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May 27, 2023

Entenda o superaquecimento do SSD e o que fazer a respeito

Getty Images/iStockphoto Embora os fornecedores de armazenamento gostem de posicionar seus produtos como “legais”, a verdade é que o hardware de armazenamento gera calor – muito calor. Muito calor em um SSD pode enfraquecer seu

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Embora os fornecedores de armazenamento gostem de posicionar seus produtos como “legais”, a verdade é que o hardware de armazenamento gera calor – muito calor. Muito calor em um SSD pode enfraquecer seu desempenho e resistência.

Existem vários motivos pelos quais um SSD superaquece. Um dissipador de calor é apenas uma maneira de mitigar o problema.

A maioria dos SSDs comumente usados ​​em aplicações comerciais e de consumo correm risco de superaquecimento. Os SSDs podem esquentar por vários motivos. A raiz do problema é a propriedade da resistência elétrica, um problema onipresente em todos os eletrônicos. Os SSDs não são exceção.

O calor nem sempre foi um problema para os SSDs. As gerações anteriores da tecnologia, como SSDs SATA simples e de baixo desempenho, não apresentavam muitos problemas térmicos. Hoje, quando as pessoas falam sobre superaquecimento de SSDs, quase sempre se referem a SSDs de alto desempenho que usam a especificação de interface NVMe. Os atuais SSDs NVMe de alto desempenho oferecem taxas de transferência de dados mais altas do que seus antecessores. Eles têm uma capacidade de processamento muito maior do que os anteriores. Todo esse hardware adicional e denso e taxas mais altas de atividade de armazenamento se traduzem em calor.

Quão quente é quente? Um chip de memória NAND típico de consumo funciona em temperaturas que variam de 0 a 70 e 85 graus Celsius (158 a 185 graus Fahrenheit). Sem dissipador de calor, um SSD Gen3x4 atingirá 70 graus Celsius em três minutos, assumindo uma temperatura ambiente de 25 graus Celsius. Um SSD Gen4x4 atingirá 70 graus em 40 segundos. Quando o chip atinge 70 graus Celsius, os problemas começam.

Este problema é mais sério à medida que os SSDs aceleram com a evolução da tecnologia PCIe, que agora se dirige para a Gen5. O desafio para os fabricantes de SSD é continuar aumentando o desempenho enquanto lidam com o calor gerado pelo controlador SSD e outros componentes.

A resistência elétrica é o principal motivo do superaquecimento dos SSDs. Outros fatores podem exacerbar esta lei física básica. Um SSD M.2 NVMe pode executar milhões de processos simultaneamente. Isso aumenta a cada geração de SSD.

Além disso, o flash NAND não funciona isoladamente. A unidade normalmente é alojada em uma peça de hardware que também pode conter um circuito integrado do controlador e outros componentes eletrônicos geradores de calor embalados em um espaço limitado na placa de circuito impresso (PCB). O SSD pode ser projetado com empilhamento múltiplo de matrizes por chip. Em alguns casos, o design é dupla face, o que é bom para eficiência de espaço, mas atua como um isolante tipo sanduíche para a placa de circuito impresso de cobre interna.

Se o SSD estiver alojado em um gabinete sem fluxo de ar limitado, o problema de aquecimento piorará. Se a plataforma não tiver ventoinha, isso agravará ainda mais os desafios de refrigeração. A temperatura ambiente do dispositivo que contém o SSD, juntamente com a temperatura do ambiente onde ele está localizado, também contribui para problemas térmicos do SSD. Embora isso possa ser um problema menor em um data center bem resfriado, se o SSD estiver sendo executado em um PC de alta velocidade com outros dispositivos na placa-mãe gerando calor, o ambiente pode facilmente atingir 50 graus Celsius. Nessa temperatura, a unidade está prestes a exceder seus limites de calor, mesmo no estado inativo.

O superaquecimento piora o desempenho de um SSD M.2 NVMe e causa danos à retenção e resistência de dados. Os SSDs retêm dados prendendo elétrons na porta do transistor. Ao detectar o número de elétrons, o SSD distingue entre os zeros e os uns que compõem os dados digitais.

O calor excessivo causa um aumento na energia dos elétrons na armadilha de carga/porta flutuante do drive, facilitando sua fuga, o que significa maior número de erros de bit. Se houver muitos erros de bits, ocorrerão erros incorrigíveis.

Além disso, as mudanças de temperatura durante a operação do dispositivo SSD também podem levar ao efeito de “temperatura cruzada”, onde a unidade grava em uma temperatura baixa, mas lê em uma temperatura alta. À medida que a temperatura se move de baixa para alta ou de alta para baixa, a tensão limite muda significativamente, causando a ocorrência de bits de falha.