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用對這些設定 固態硬碟降溫20度還不損失性能

NVMe固態硬碟體積小速度快,如果說一定要找個不選它的理由,溫度太高容易過熱掉速恐怕是所有NVMe固態硬碟無法回避的缺陷。不過在實際使用中,不同NVMe固態硬碟的溫度表現也是有一定差異的,為什麽有些固態硬碟的溫度表現就比較優秀?

M.2固態硬碟分SATA和NVMe協定,實際上單就NVMe協定的固態硬碟也有兩種不同類型,一種是常見只有一個M缺口的PCIE 3.0 x4接口,另外一種是東芝RC100這一類有B+M兩個缺口的PCIE 3.0 x2接口,後者雖然帶寬受限,但發熱量同樣也會大幅降低。

當然,隻用限制速度來降溫的話,就和過熱掉速沒有分別了。主控是NVMe固態硬碟當中發熱最大的部件,通過主動的電源管理,在工作間隙調節各種時鐘運行頻率,可以有效降低閑時溫度,為全速工作時留出更大的溫度上升太空,從而減少掉速的發生。

NVMe固態硬碟通常會有PS0到PS4五種電源狀態。不同的電源狀態對應了各種功耗限制,PS0是全速狀態,在作業系統的控制下達到一定時間完全無讀寫活動(通常為100或200毫秒)後,NVMe固態硬碟就可以主動降至PS3或PS4睡眠狀態。

主動電源管理當中的PS3與PS4睡眠狀態是通過關閉主控當中非主要功能模塊來實現降低功耗的目的。一旦有新的讀寫請求,主控會快速從睡眠狀態喚醒,回到全速工作模式。

不同NVMe固態硬碟在PS電源狀態功耗限制以及進入、退出睡眠狀態的延遲設定上會有所不同。下表是東芝RC100的電源狀態,得益於高度集成的一體化低功耗設計,RC100在全速工作下最高功率僅有3.3瓦,是很多其他NVMe固態硬碟第二檔甚至第三檔的節能狀態水準。如果不是溫度傳感器就集成在主控內部(其他SSD的溫度傳感器通常設定在距離主控較遠的閃存顆粒旁邊),RC100的溫度讀數會更加喜人。

除了APST主動電源管理之外,NVMe還有一項更為釜底抽薪的降溫技能,而且很多人尚未發現:ASPM活動/睡眠電源狀態轉換。

ASPM是一項基於硬體的PCIE設備自動節能特性,很多NVMe SSD都支持ASPM,但卻因為BIOS和系統設定未能正常開啟。下圖是已支持ASPM L1節能,但實際沒有開啟的東芝RC100檢測資訊:

要啟用NVMe固態硬碟的ASPM,不僅需要在BIOS設定當中開啟ASPM,還需要在系統電源選項當中啟用PCI Express的最大電源節省量,這樣才能夠用到L1節能狀態。這裡需要說明的是,通常獨立顯卡和PCH南橋的PCIE信道是可以獨立開關ASPM特性的,所以不必擔心開啟最大電源節省量會影響到顯卡的性能。而且對於東芝RC100這樣的閃存原廠NVMe SSD來說,對於ASPM的支持已經非常到位,開啟最大電源節省模式之後性能降幅非常微弱,而降溫效果卻立竿見影,空閑狀態待機溫度最大降幅可達20度。

下圖就是NVMe固態硬碟的兩套節能降溫機制示意圖。NVMe固態硬碟在溫度超過限制值之後會主動降低到PS1或PS2狀態限制最高功耗以控制溫度;閑置時間NVMe固態硬碟可以通過APST自動切換至PS3或PS4睡眠狀態降溫;ASPM則工作於PS0、PS1或PS2的每個工作間隙時間,通過硬體級自動協商PCIE鏈路節能狀態實現降溫。

最後要提醒大家的是,某些沒有自主研發能力的二三線廠商NVMe固態硬碟在開啟節能後性能降幅非常大,這樣的固態硬碟就不如關閉節能等著過熱後自己掉速吧。而RC100等原廠NVMe SSD就沒有這樣的糟心事,簡單調整PCIE最大電源節省量一個設定就能充分享受原廠SSD硬體兼容性好的優勢。

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