Entenda o superaquecimento do SSD e o que fazer a respeito

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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 várias razões pelas quais um SSD superaquece. Um dissipador de calor é apenas uma maneira de mitigar o problema.

A maioria dos SSDs comumente usados ​​em aplicativos comerciais e de consumo corre o risco de superaquecimento. Os SSDs podem esquentar por vários motivos. A raiz do problema é a propriedade da resistência elétrica, um problema onipresente em toda a eletrônica. 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 denso adicional e taxas mais altas de atividade de armazenamento se traduzem em calor.

Quão quente é quente? Um típico chip de memória NAND de consumo funciona em temperaturas que variam de 0 a 70 e 85 graus Celsius (158 a 185 graus Fahrenheit). Sem um 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.

Esse problema é mais sério à medida que os SSDs aceleram com a evolução da tecnologia PCIe, que agora está indo para a geração 5. O desafio para os fabricantes de SSD é continuar aumentando o desempenho enquanto lidam com o calor gerado pelo controlador do SSD e outros componentes.

A resistência elétrica é a principal razão pela qual os SSDs superaquecem. Outros fatores podem exacerbar essa lei física básica. Um M.2 NVMe SSD pode executar milhões de processos simultaneamente. Isso aumenta a cada geração de SSD.

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

Se o SSD estiver alojado em um gabinete limitado a nenhum fluxo de ar, o problema de aquecimento piorará. Se a plataforma estiver sem ventilador, isso aumentará ainda mais os desafios de resfriamento. A temperatura ambiente do dispositivo que contém o SSD, juntamente com a temperatura da sala onde ele está localizado, também contribui para problemas térmicos do SSD. Embora isso possa ser um problema menor em um data center bem refrigerado, 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 M.2 NVMe SSD e causa danos à sua retenção de dados e durabilidade. Os SSDs retêm dados prendendo elétrons no portão do transistor. Ao detectar o número de elétrons, o SSD distingue entre os zeros e uns que compõem os dados digitais.

O calor excessivo causa um aumento na energia dos elétrons na armadilha de carga/porta flutuante do inversor, facilitando a fuga deles, o que significa um número maior de erros de bit. Se houver muitos erros de bit, 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 baixa temperatura, mas lê em alta temperatura. 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.