Los SSD PCIe 5.0 NVMe de gama alta parecen requerir una refrigeración activa: Phison habla de soluciones para eludirla en portátiles y PCs compactos

El blog oficial de Phisonha publicado recientemente una entrevista con el director técnico de la empresa, Sebastien Jean, en la que revela que los próximos SSD PCIe 5.0 NVMe pueden calentarse bastante y podrían requerir una refrigeración activa. Por otro lado, Phison es consciente de que tales medidas son poco prácticas para los portátiles o los PC de sobremesa de pequeño formato, y Jean también habla de las formas de mitigar el aumento de las temperaturas sin emplear soluciones de refrigeración voluminosas. Se espera que las primeras unidades SSD PCIe 5.0 NVMe de consumo estén disponibles a finales de este año y, siendo Phison el principal proveedor de chips controladores de SSD, la empresa ha estado probando soluciones de gestión del calor, ya que el aumento de las velocidades, los rendimientos de E/S y las mayores capacidades pueden conducir a una mayor generación de calor

Mientras que SSD PCIe Gen4 están bien la mayoría de las veces sin un disipador de calor, Gen5 está subiendo la apuesta y Jean estima que por cada GB/s adicional de velocidad, una SSD necesitaría aproximadamente un vatio más de energía. Dado que PCIe 5.0 suele funcionar a 10-12 GB/s, eso significaría 6 W adicionales respecto a los diseños Gen4 actuales. Puede parecer poco, pero para las unidades de NAND esto cambia por completo las especificaciones térmicas que deben ajustarse para evitar el estrangulamiento térmico.

Jean continúa señalando que la memoria NAND suele funcionar sin problemas entre 0 y 70-85 grados centígrados, dependiendo del grado de memoria. "Y a medida que aumenta el calor, disminuye la retención de datos en la NAND. El controlador y todos los demás componentes [...] son buenos hasta los 125 grados centígrados, pero la NAND no, y la SSD entrará en parada crítica si detecta que la temperatura de la NAND supera los 80 grados centígrados más o menos" Las temperaturas óptimas de funcionamiento de las SSD suelen oscilar entre los 25 y los 50 grados centígrados.

Una solución para evitar que las SSD PCIe Gen5 se calienten demasiado en los portátiles y en los equipos de sobremesa compactos es utilizar nodos de producción más pequeños. Jean explica que los chips NAND podrían tener una mejor gestión térmica si se bajara de 16 nm a 7 nm nodos. "Los nodos de proceso más pequeños pueden funcionar a frecuencias más altas con un voltaje más bajo. Además, se necesita menos energía para conmutar los transistores, lo que a su vez reduce la potencia utilizada. Utilizar menos energía significa que la SSD genera menos calor" Sin embargo, esto también puede aumentar los costes de producción.

Otra forma de mitigar el aumento de las temperaturas es la reducción de los canales NAND. Gracias a la mejora de la velocidad del bus ONFI, "ya no se necesitan ocho canales para saturar la interfaz PCIe Gen4 e incluso Gen5. Puedes saturar potencialmente la interfaz del host con cuatro canales NAND, y la reducción del número de canales del back-end reduce la potencia total de la SSD normalmente entre un 20 y un 30 por ciento", explica Jean.

Para las futuras generaciones de SSD, Jean recomienda cambiar por completo el conector. "El conector se convertirá en un cuello de botella para los futuros aumentos de velocidad. Por eso se están desarrollando nuevos conectores que estarán disponibles en los próximos años. Aumentarán en gran medida tanto la integridad de la señal como la capacidad de disipación del calor por conducción a la placa base. Estos nuevos conectores podrían permitirnos evitar poner ventiladores en las SSD"

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