SSD 과열 및 이에 대한 조치 이해

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스토리지 공급업체가 자신들의 제품을 "멋진" 제품으로 포지셔닝하기를 원하더라도 실제로 스토리지 하드웨어는 열을 많이 발생시킵니다. SSD에 열이 너무 많으면 성능과 내구성이 약화될 수 있습니다.

SSD가 과열되는 데는 여러 가지 이유가 있습니다. 방열판은 문제를 완화하는 한 가지 방법일 뿐입니다.

상업용 및 소비자 애플리케이션에서 일반적으로 사용되는 SSD의 대부분은 과열 위험이 있습니다. SSD는 다양한 이유로 뜨거워질 수 있습니다. 근본적인 문제는 모든 전자 제품에서 흔히 나타나는 문제인 전기 저항의 특성입니다. SSD도 예외는 아닙니다.

SSD의 경우 발열이 항상 문제가 되는 것은 아닙니다. 단순한 저성능 SATA SSD와 같은 이전 세대의 기술에는 열 문제가 별로 없었습니다. 오늘날 사람들이 SSD 과열에 대해 이야기할 때 거의 항상 NVMe 인터페이스 사양을 사용하는 고성능 SSD를 언급합니다. 현재 고성능 NVMe SSD는 이전 제품보다 더 높은 데이터 전송 속도를 제공합니다. 그들은 이전보다 훨씬 더 큰 처리 능력을 가지고 있습니다. 이 모든 추가적인 고밀도 하드웨어와 더 높은 스토리지 활동 속도는 열로 이어집니다.

얼마나 더워요? 일반적인 소비자 등급 NAND 메모리 칩은 섭씨 0~70~85도(화씨 158~185도) 범위의 온도에서 작동합니다. 방열판이 없으면 Gen3x4 SSD는 주변 온도를 섭씨 25도로 가정할 때 3분 이내에 섭씨 70도에 도달합니다. Gen4x4 SSD는 40초 안에 70도에 도달합니다. 칩이 섭씨 70도에 도달하면 문제가 시작됩니다.

현재 Gen5로 향하고 있는 PCIe 기술의 진화로 SSD가 가속화되면서 이 문제는 더욱 심각해졌습니다. SSD 제조업체의 과제는 SSD 컨트롤러 및 기타 구성 요소에서 발생하는 열을 처리하면서 성능을 지속적으로 높이는 것입니다.

전기 저항은 SSD가 과열되는 주요 원인입니다. 다른 요인들이 이 기본 물리 법칙을 악화시킬 수 있습니다. M.2 NVMe SSD는 수백만 개의 프로세스를 동시에 실행할 수 있습니다. 이는 SSD가 세대를 거듭할수록 증가합니다.

또한 NAND 플래시는 단독으로 작동하지 않습니다. 드라이브는 일반적으로 제한된 인쇄 회로 기판(PCB) 공간에 포장된 컨트롤러 집적 회로 및 기타 열 발생 전자 장치를 포함할 수 있는 하드웨어에 내장됩니다. SSD는 칩당 다중 다이 스태킹으로 설계될 수 있습니다. 경우에 따라 디자인이 양면으로 되어 있어 공간 효율성은 좋지만 내부 구리 PCB에 대한 샌드위치 모양의 절연체 역할을 합니다.

공기 흐름이 제한되어 있는 인클로저에 SSD를 보관하면 열 문제가 더욱 악화됩니다. 플랫폼에 팬이 없으면 냉각 문제가 더욱 복잡해집니다. SSD가 포함된 장치의 주변 온도와 SSD가 위치한 공간의 온도도 SSD 열 문제의 원인이 됩니다. 냉각이 잘 된 데이터 센터에서는 문제가 덜할 수 있지만 SSD가 마더보드의 다른 장치에서 열을 발생시키는 고속 PC에서 실행되는 경우 주변 환경은 쉽게 섭씨 50도에 도달할 수 있습니다. 이 온도에서는 드라이브가 유휴 상태에서도 열 제한을 초과할 위기에 처합니다.

과열은 M.2 NVMe SSD의 성능을 저하시키고 데이터 보존 및 내구성에 손상을 줍니다. SSD는 트랜지스터 게이트에 전자를 가두어 데이터를 유지합니다. SSD는 전자 수를 감지하여 디지털 데이터를 구성하는 0과 1을 구별합니다.

과도한 열은 드라이브의 전하 트랩/플로팅 게이트에 있는 전자의 에너지를 증가시켜 전자가 더 쉽게 탈출할 수 있도록 하며 이는 비트 오류 수가 더 많다는 것을 의미합니다. 비트 오류가 너무 많으면 수정할 수 없는 오류가 발생합니다.

게다가 SSD 장치 작동 중 온도 변화는 드라이브가 낮은 온도에서 쓰지만 높은 온도에서 읽는 "교차 온도" 효과로 이어질 수도 있습니다. 온도가 낮은 곳에서 높은 곳으로 또는 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동함에 따라 임계값 전압이 크게 이동하여 오류 비트가 발생합니다.