Ángel Aller
— Geek non conforme.
Esperto di computer e gaming
Cos'è NVMe e la sua importanza nelle unità SSD
Potremmo spiegare cos'è un disco SSD M.2, ma l'abbiamo già fatto in passato e vi rimandiamo a quel post per conoscere la sua forma, le sue caratteristiche, i pro e i contro. Tuttavia, ritengo fondamentale spiegare cos'è NVMe perché è strettamente correlato al fatto di installare un dissipatore M.2 su un SSD.
NVMe (Non-Volatile Memory Express) è un protocollo di accesso e trasporto di storage per memoria flash e SSD, che offre prestazioni superiori e latenza inferiore. Inizialmente è stato ideato per ambienti aziendali dove esisteva un grande carico di lavoro di dati, quindi c'erano esigenze di prestazioni, economia e scala.
Cosa avevamo prima di NVMe? I protocolli ereditati da SATA e SAS, che erano diventati obsoleti. NVMe è ottimizzato per NUMA ed è stato progettato da zero, senza ereditare nulla da altre architetture. Se ti chiedi cos'è NUMA, ti diremo che è un design di memoria utilizzato nel multiprocessamento, in cui una CPU può accedere alla sua memoria locale più velocemente che a un'altra memoria (sia RAM che SSD).
Questo design è il risultato del fatto che gli SSD NVMe ottengono le massime prestazioni dai processori multicore, poiché i core possono condividere le loro code, le priorità e i comandi.
Questo protocollo NVMe basa le sue fondamenta sulle percorsi di dati paralleli a bassa latenza, che offrono prestazioni superiori e una latenza inferiore rispetto a quelle che vedevamo negli HDD e negli SSD SATA da 2,5 pollici. Per i data center, questo si traduce in una maggiore capacità di elaborare carichi di lavoro in tempo reale e accelerare le applicazioni.
Il segreto di NVMe sta nel supportare molteplici code di input e output, precisamente fino a 64.000 ingressi. Con i protocolli ereditati non c'erano code parallele, ma erano individuali e potevamo vedere 254 ingressi in Legacy SAS e altri 32 in SATA. E il software NVMe è la magia: permette di creare code e minimizza il sovraccarico della CPU. Non solo, ha anche la capacità di cambiare la priorità dei carichi di lavoro.
Un'altra chiave sta nei cicli di CPU: i protocolli ereditati consumavano molti cicli e i dati impiegavano del tempo per essere disponibili per le applicazioni. Tradotto in linguaggio aziendale, non era efficiente perché i cicli di CPU sprecati facevano perdere soldi. Grazie a NVMe, si gestiscono carichi di lavoro potenti riducendo i costi e accelerando le prestazioni.
Perché NVMe è importante per un gamer o un utente medio?
Dopo aver spiegato NVMe, vi diciamo che un SSD M.2 convenzionale non riesce a offrire le stesse velocità di trasferimento di un SSD NVMe. Questo protocollo riesce a sfruttare al massimo tutti i binari di PCI-Express, poiché tutto cambia a seconda che si colleghi l'SSD a PCIe x2 o x4.
Esistono unità pronte per essere collegate a x8, ma il più comune è x4. Sul mercato, troviamo PCI-Express 3.0, 4.0 e 5.0; detto questo, le specifiche stanno evolvendo e presto questo post sarà obsoleto (lo aggiorneremo, lo prometto).
Le differenze di velocità sono enormi, illustreremo con esempi. Questo Western Digital Blue è un SSD M.2 da 500 GB che non viene fornito con NVMe. Di conseguenza, offre velocità di lettura di 560 MB/s e di scrittura di 510 MB/s.
D'altra parte, abbiamo questo Samsung 980 500 GB NVMe, che offre 3100 MB/s in lettura e 2600 MB/s in scrittura.
Questo è in PCI-Express 3.0, ma gli SSD NVMe che sono progettati per PCIe 4.0 o 5.0 sparano queste cifre; questo è dovuto alla larghezza di banda, che si raddoppia con le versioni successive di PCI-Express. A larghezza di banda maggiore, si ottengono velocità di trasferimento maggiori; ad esempio, gli SSD PCIe 4.0 possono arrivare a offrire fino a 9000 MB/s teorici, mentre gli SSD PCIe 5.0 riescono a raggiungere i 10.000 MB/s senza troppa fatica, ma possono arrivare a 14.000 MB/s teorici.
Perché usare un dissipatore M.2 su un SSD NVMe
Tutto questo balletto di cifre in MB/s ti avrà sorpreso, ma ha un prezzo da pagare: aumento delle temperature. Il controller di memoria insieme ai chip di memoria si riscalda molto a secondaaumentano di velocità, quindi avremo problemi se non le abbassiamo.
Se non raffreddiamo l'SSD M.2 con un dissipatore, si ridurrà la vita utile o si verificherà il thermal throttling, o entrambi! Pertanto, il dissipatore M.2 aiuterà a espellere il calore dell'SSD per alleviarlo e continuare a funzionare al massimo delle prestazioni.
Tuttavia, non è sempre necessario un dissipatore M.2 perché non stiamo continuamente utilizzando l'SSD al massimo delle prestazioni. Quindi, come raccomandazione, osservate che non supera i 40-45ºC attraverso HWMonitor o un programma simile; se lo supera, avete bisogno di un dissipatore.
Come funziona
Per i curiosi che si chiedono come funziona un dissipatore M.2, il sistema è simile a un dissipatore CPU passivo, solo che non abbiamo pasta termica: qui si usa Thermal Pad o cuscinetto termico. A sua volta, questo facilita l'installazione.
- Il calore si produce nei chip di memoria della PCB dell'SSD.
- Questo calore viene trasferito al thermal pad posizionato sopra.
- Il thermal pad trasferisce il calore al blocco del dissipatore, che può avere tubi di calore o no.
- Il dissipatore espelle il calore all'esterno attraverso le alette di alluminio che di solito ha, mediante il metodo di convezione.
Vi diciamo che abbiamo una conseguenza indesiderata: aumento del calore all'interno del case del PC.
Come installare dissipatori M.2 per SSD
Prima di tutto, vi consigliamo di leggere le istruzioni del marchio del dissipatore riguardo alla sua installazione. Non solo ci elencheranno il processo, ma potrebbero avere peculiarità che non osserveremo qui.
La procedura su come installare dissipatori M.2 per SSD è molto semplice:
- Si posiziona il thermal pad sopra i chip di memoria dell'SSD. Probabilmente dovrete rimuovere un film.
- Rimuoveremo il film rimanente (superiore del thermal pad).
- Installeremo il dissipatore sopra.
- Collegheremo l'SSD NVMe M.2 nello slot M.2 della scheda madre.
- Monitorare le temperature.
Consiglio finale: raffreddare il case del PC
Se non hai il case del PC predisposto per espellere il calore dei componenti, è ora perché il metodo di convezione utilizzato dai dissipatori M.2 genera più calore all'interno del case. In questo modo, i ventilatori supplementari dovranno fare il resto del lavoro.
Infine, vi consigliamo di effettuare una pulizia periodica del PC per evitare la generazione di polvere che potrebbe ostruire tra i componenti.