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M.2SSD/NVMEへヒートシンクを取り付ける冷却効果について[2019/6/2]

M.2SSDやM.2NVMeは、動作中の発熱が性能低下に直結します。


と謳っているところは多いが実際どうなんだ。ということで実験含めての記事です。


ざっくりとSSDの強みについては速度と耐久性。


速度と動作時の温度の目安については以下のとおり。


速度(温度):HDD(SATA)<<[超えられない壁]<<M.2SSD<<M.2NVMe

#大まかなまとめ



  • M.2の性能はSATAとNVMeがあり、接続方法で速度差がありますよ。
  • SSDは550MB/s=2.5inchSSDと同じ
    • PCI Express x2または SATA接続になるため
  • NVMeは3500MB/s
    • PCI Express x4接続になるため



  • M.2端子の切り欠きによって判断できるらしい(知らん。






  • 種類は説明しだすと莫大な文字量になるので割愛。


    詳しく見たい人は、→wikipediaをご覧くだせ。


    この記事ではマザーボード上に取り付けするM.2のことを念頭に記載します。










    #説明


    M.2の多くは、チップセットがむき出しで発売されており、主にマザーボード(以下M/B)上に取り付けられます。

    取り付けられる位置は、ほとんどのM/BでPCIEx16スロットに近く、熱源でもあるグラフィックボードとM/Bに挟まれるような形になります。


    冷却は近接した空冷CPUクーラーのファンによる空気の対流、もしくはケースファンによる空気の流れしかありません。


    グラフィックボードを取り付けると空気の流れが遮られ、グラフィックボードの発熱にもさらされることになります。



    1. M.2のチップセットにヒートシンク取り付けることにより、


    2. チップで発生した熱が、空気[0.024W/(m.K)]よりも熱伝導率の良い、アルミ製[250-255W/(m.K)]や銅製[400W/(m.K)]のヒートシンクに伝わります。


    3. 裸状態のM.2よりもヒートシンクを付けた方が温度上昇がなだらかになる(仮説)


    *イメージはCPUとCPUクーラーの接地面にグリスを塗る感じ。






    熱を空気中に放出する表面積を多くとった効率的な形状のヒートシンクを使うことにより、

    M.2の「設定された上限温度」が安全動作により性能低下(サーマルスロットリング)発動を遅らせることを可能とします。

    →本当なのか?







    #用意したもの



    ベンチ用PCスペック

    CPU:intel Cerelon G3900

    M/B:MSI H270-A PRO


    MEM1:Team DDR4 2666Mhz 16GBx2


    MEM2:Team DDR4 2666Mhz  2GBx1


    OS:Windows10Pro 64bit


    Storage(OS):SSD240GB sata接続_6Gbps


    PSU:剛力短750W


    Case:なし(ベンチ台もないスタイル)


    よく熱くなる中華M.2SSD



    スペックは以下の通り。




    そして大量のヒートシンク各種



    取付の流れ








    #条件


    M.2SSDはデータドライブとする

    ヒートシンクなし/ありで計測を行う。




    温度は以下を計測


    室温・M.2チップ温度・負荷ソフト使用時のMAX温度


    アイドル温度→負荷最大温度




    SSD負荷ソフトは以下


    AS SSD Benchmark

    URL:https://forest.watch.impress.co.jp/library/software/asssdbench/




    #実験途中の様子








    #結果

    室温は、28度


    通常(ヒートシンクなし)


    • アイドル温度:平均42度

    • ベンチマーク温度:最大時が66度





    アルミヒートシンク



    • アイドル温度:平均39度



    • ベンチマーク温度:最大時が62度



    純銅ヒートシンク



    • ベンチマーク温度:最大時が60度





    [追記アイデア]

    ヒートシンクではなく、ファンを直付けしてみた

    @@写真


    @@結果


    さらにヒートシンクではなく、CPU簡易水冷を直付けしてみた。


    @@写真


    @@結果






    #まとめ



    比較的安価で効果があるので、ヒートシンクはつけるほうがよい。


    中華M.2SSDだったので、有名メーカー製(SAMSUNG/ Western Digital/Micronなど)だと元々の発熱が低いかもしれない。






    #広告



    今回の結果をAmazonに出店している「闇商店」にフィードバックし、ヒートシンクを取り扱っていただきました。


    また、ご厚意により6月は、価格の39%OFFにしてくださるみたいです!






    (´ω`)「追記予定なんで気になることがアレばコメントへどうぞ!」

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