特集最新世代の M.2 SSD が消費者向けプラットフォームに少しずつ登場するにつれ、ヒートパイプ、20,000 rpm ファン、さらには小型の液体クーラーなど、ワイルドで奇抜な冷却ソリューションが採用されるようになりました。
おそらく、これまでで最も極端な例はAdataのProject NeonStormでしょう。ガムほどの大きさのドライブに、ポンプ、リザーバー、ラジエーター、そして2つのファンを備えた自己完結型の液冷システムを搭載しています。しかし、これが唯一の例ではありません。TeamGroupやInlandも、SSDにファンや冷却塔を取り付けています。
しかし、PCIe 5.0 SSDはアクティブ冷却が必要なほど熱くなるのでしょうか？それとも、ファン付きのSSDはゲーマーの無知やユニコーンの嘔吐物への異常な愛情につけ込んだだけのギミックなのでしょうか？あ、RGB機能付きのSSDも多いって言いましたっけ？
AdataのXPG NeonStorm SSDはオールインワンの液体クーラーを搭載しています（クリックして拡大）
Adata は、詳細がほとんど記載されていないブログ記事の中で、従来の受動的な放熱では PCIe 5.0 SSD の要求を満たすのに不十分であり、何らかの能動的な放熱が今や必須要件となっていると主張しています。
マイクロンのCrucial製品グループでSSDを担当するジョン・タンギー氏は、そうは考えていないようだ。彼はThe Register紙に対し、最新世代のSSDは確かに高温になっているものの、Crucialは自社のドライブにアクティブ冷却の必要性をまだ感じていないと語った。
より高速なNANDはより熱いNAND
PCIeの世代が進むにつれて、レーンあたりの帯域幅は通常倍増します。PCIe 4.0 SSDでは、理論上の最大値である8GBpsに近づいていました。現在、PCIe Gen 5.0 x4 SSDは、ボトルネックやストレージのオーバーヘッドを考慮すると、10～14GBpsの速度を実現できます。
ガムスティックサイズの M.2 フォーム ファクターで行われるアクティビティの量は、ストレージ コントローラーだけでなく、NAND フラッシュ自体の温度も上昇することを意味します。
タンギー氏によると、NANDフラッシュは比較的狭い温度範囲で最も良好なパフォーマンスを発揮する。「NANDフラッシュは、セルをプログラムするために、60～70℃程度の『高温』状態を好みます。その温度になると、電子の動きが少し楽になるからです」とタンギー氏は説明した。
しかし、少し温度が上がりすぎると（例えば80℃）、問題が発生します。この温度になると、SSDに組み込まれた安全機構がハードウェアの損傷を防ぐために強制的に電源を切る危険性があります。しかし、その前にSSDのコントローラーがデータ損失を防ぐために自らスロットリングを行うため、ドライブのパフォーマンスが急激に低下する可能性があります。
後者は、PCIe 4.0 世代でもプレミアム モデルと一緒にアルミニウムや銅製のヒートシンクが販売されるのが珍しくなかった理由の 1 つです。
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結論として、PCIe 5.0 SSD、特にパフォーマンス重視のモデルでは、ピークパフォーマンスを実現するために何らかのクーラーが必要です。ただし、アクティブ冷却が必要かどうかは全く別の問題です。
例えば、Crucialが近日発売予定のT700 SSDは、パッシブヒートシンクがプリインストールされた状態で販売されます。同社はヒートシンクなしのバージョンも販売していますが、これはマザーボード内蔵ヒートシンクまたはサードパーティ製ヒートシンクを使用したい顧客向けです。Tanguy氏は、それでもクーラーは必要だと強調しています。
Tanguy 氏と彼のチームは、ドライブ上に十分な空気の流れがある限り、少なくともこの世代の SSD では、アクティブ冷却の必要性を感じていません。
「我々の立場からすると、アクティブ冷却の追加はおそらく顧客が望む以上のことであると判断した」と同氏は語った。
そうは言っても、エアフローの選択肢が限られているノートパソコン分野に PCIe 5.0 SSD が進出するにつれ、これは解決が特に難しい問題になると Tanguy 氏は予想しています。
障害点が増え、能力が低下
幸いなことに、SSDにファンや水冷クーラーを取り付けても、財布への負担はさておき、実際には何も問題はありません。「これらの方法はすべて機能しないと言うつもりはありません。おそらく機能するでしょうから」とタンギー氏はアクティブ冷却SSDについて語りました。
NAND フラッシュは高温を好む傾向があるが、周囲温度に近い温度で動作させても問題はない、と Tanguy 氏は言う。
この謙虚なハゲタカの意見では、SSDにアクティブ冷却装置を取り付けるのは、Intel Celeronを冷却するために巨大なデュアルタワークーラーや360mmラジエーターを使うようなものです。何も問題はありませんが、パフォーマンス面ではほとんど、あるいは全く違いがないでしょう。それに、適切なサイズのクーラーを購入するよりもはるかに高価になります。
ピーク負荷時には、これらのSSDは最大11.5ワットの電力を消費することを覚えておいてください。また、M.2フォームファクターのため、持続的な負荷を維持することは容易ではありません。ほとんどのコンシューマー向けSSDに記載されている転送速度は、比較的バースト性の高いワークロードを想定しています。SSDのDRAMやSLCキャッシュがいっぱいになると、転送速度は通常、謳い文句のほんの一部にまで低下します。そのため、ドライブが長時間フル負荷で動作することはまずありません。
アクティブクーラーは何も問題がないとはいえ、信頼性や互換性に関して問題を引き起こさないというわけではありません。Tanguy氏によると、ストレージシステムに可動部品を追加するたびに、潜在的な障害点が新たに発生するとのことです。
「我々はストレージシステムから可動部品を取り除くのに何年も費やしてきたが、今では可動部品を戻している。故障や騒音の発生を助長するためだ」と同氏は語った。
数年後にベアリングが故障し始めたときに、20,000 rpm のファンが出す騒音を想像してみてください。
さらに互換性も重要です。最近の多くのマザーボードには、M.2 SSD用のヒートシンクが内蔵されています。AdataのProject NeonStorm液冷式SSDのような製品を利用する場合、おそらくヒートシンクは不要になるでしょう。
これらのSSDの大型クーラーは、CPUタワークーラーやGPUなどの他のコンポーネントと干渉する可能性があります。これは、PCIe 5.0スロットの大部分がCPUソケットのすぐ下に配置されているためです。これは、トレース長を最短にして信号の整合性を確保するためです。
では、本当に液冷式SSDは必要なのでしょうか？おそらく必要ないでしょうが、どうしても欲しいという方は、ご容赦ください。®
