[开箱] 用水冷压!Gen5 SSD 需要什么样的散热器

楼主: Kazama168 (风真いろは)   2024-09-18 22:56:54
原文转自 PC Unboxing
网页好读版:
https://pcunboxing.com/z540/
https://i.imgur.com/PdYgqOS.jpeg
这次搭配 T-FORCE Z540 M.2 PCIe Gen5 x4 SSD 2TB 固态硬盘来测试,带大家看看 M.2
PCIE Gen5 x4 SSD 到底需要什么样的散热器使用才会比较好,Gen5 SSD 的发热量已经无
法透过主机板薄型散热片来压制了,所以除了使用主机板本身的散热器之外,也搭配被动
式 Jonsbo M.2 SSD 硬盘散热器、主动式风冷小塔散 T-FORCE DARK AirFlow I SSD
Coole、一体式水冷 T-FORCE SIREN GD120S AIO SSD Cooler 进行散热性能测试,同时也
解析到底有何优势跟劣势给大家参考。
T-FORCE Z540 M.2 PCIe Gen5 x4 SSD 2TB 固态硬盘规格:
传输接口:PCI-Express 5.0 x4
NVMe:2.0
接口格式:M.2 2280
连续读取速度:12400 MB/s
连续写入速度:11800 MB/s
容量选择:1TB / 2TB / 4TB
控制器:Phison PS5026-E26-52
NAND Flash:美光 Micron 232L 3D TLC 颗粒
快取缓存:海力士 SK hynix LPDDR4 4GB
尺寸:80 x 22 x 3.7 mm
保固:5 年有限保固
TBW 耐用性:1200 TB
T-FORCE Z540 M.2 PCIe Gen5 x4 SSD 2TB 固态硬盘开箱
这次要用来当作测试对象的是 T-FORCE Z540 M.2 PCIe Gen5 x4 SSD 2TB,容量型号上有
1TB、2TB、4TB 等规格可选,使用 PCI Express(PCIE) Gen5 x4 传输频宽,所以最高连
续读写性能为 12400 MB/s 与 11800 MB/s,而 1TB 的版本性能会比较差一些。
售后保固部分提供 5 年有限保固,2 TB 版本的资料写入总位元数 TBW(Tera Bytes
Written) 为 1200 TB,以 2048 GB(2 TB) 来换算的话,这五年间的每日资料写入量 (
DWPD_Drive Writes Per Day) 要每天都写入 657.5 GB 才会超过标定的 TBW 值。
随盒附赠的薄型石墨烯散热片标榜可以提供更好散热性能,而且可以相容各种类型的散热
器使用。
https://i.imgur.com/9XH4VJY.jpeg
↑T-FORCE Z540 M.2 PCIe Gen5 x4 SSD 2TB。
https://i.imgur.com/6NJctGL.jpeg
↑盒装背面。
https://i.imgur.com/c1tXkcf.jpeg
↑盒装内除了本体之外还有薄型石墨烯散热片。
Z540 也使用群联 Phison PS5026-E26-52、SK hynix LPDDR4 4GB(H9HCNNNCPUML) DRAM
Cache、Micron 232L 3D TLC 等组合 solution,这个 solution 在现在的 PCIE Gen5 x4
SSD 上很常见,例如之前开箱过的 AORUS Gen5 10000 SSD 2TB,或是其他的 Seagate
FireCuda 540、MSI SPATIUM M570/580 PRO FROZR 等台湾有在卖的 PCIE Gen5 x4 竞品
,都是使用这个 solution 方案,前提当然还是如果都照开箱文的组合未来没更新为原则
啦。
而另外一大宗的 M.2 PCIE Gen5 x4 选择,是美光的 T700/T705 使用的主控芯片也是
Phison PS5026-E26-52,但是 DRAM Cache 是用美光自家 LPDDR4 而不是竞争对手 SK
hynix 的,所以整体组合来说 T700/T705 跟其他型号有些许不同。
https://i.imgur.com/0Pa9ElP.jpeg
↑常见的 Gen5 M.2 SSD solution。
https://i.imgur.com/rkMpVga.jpeg
↑DRAM Cache 使用单个 SK hynix 4GB LPDDR4(H9HCNNNCPUMLXR-NEE)_4266Mbps。
https://i.imgur.com/wh2w5md.jpeg
↑双面颗粒布局,Micron 232L 3D TLC NAND Flash 颗粒。
T-FORCE Z540 M.2 PCIe Gen5 x4 SSD 2TB 固态硬盘性能测试
https://i.imgur.com/G9Sy23c.jpeg
测试平台使用 AMD Ryzen 9 7900 处理器,搭配 GIGABYTE B650I AORUS ULTRA 主机板,
并将 T-FORCE Z540 M.2 PCIe Gen5 x4 SSD 2TB 安装在主机板第一槽 M2B_CPU 安装位置
,该插槽由处理器直连通道提供完整 PCIE Gen5 x4 频宽来进行性能实测,另外提醒各位
测试性能可能会因为 SSD 的韧体版本、系统硬件配置以及其他因素而有所差异,因此这
边成绩仅提供参考。
测试平台
处理器:AMD Ryzen 9 7900 (PBO AUTO)
散热器:AMD Wraith Prism
主机板:GIGABYTE B650I AORUS ULTRA (BIOS 版本:F32b)
内存:G.SKILL Trident Z5 Neo RGB DDR5 6400 MT/s 32GB (2x16GB)
显示卡:内显
作业系统:Windows 11 专业版 23H2
系统碟:Kingston A2000 NVMe PCIe SSD 500GB
测试硬盘:T-FORCE Z540 M.2 PCIe Gen5 x4 SSD 2TB (格式化空碟)
电源供应器:FSP Hydro PTM PRO ATX3.0 (PCIe5.0) 1200W
机壳:STREACOM BC1 Benchtable V2
显示卡驱动程式:GeForce Game Ready 555.99
首先透过 CrystalDiskInfo 软件来检视 T-FORCE Z540 M.2 PCIe Gen5 x4 SSD 2TB 的基
本资讯,采用 PCIe 5.0 x4 传输模式以及 NVM Express 2.0 标准,支援的功能包含 S.M
.A.R.T.(自我监测、分析及报告技术)、TRIM 以及 VolatileWriteCache,笔者测试的
韧体版本为:EQFM22.3。
https://i.imgur.com/Mv4LKP7.jpeg
↑CrystalDiskInfo 软件检视资讯。
在空碟状态下使用 CrystalDiskMark 软件来测试 T-FORCE Z540 M.2 PCIe Gen5 x4 SSD
2TB 的读取写入性能,在 NVMe SSD 设定模式下测试档案容量设置为 1GiB,在默认设定
档所测得的连续读写速度为 11956 MB/s 以及 10407 MB/s。
第一栏的 Q8T1 测试成绩所代表的是一个执行绪有八个伫列深度,表示工作列表中有八个
1MB 大小的存取项正在等待存取完成,对应实际状况例如把八个不同档案的 1MB 档案,
同时从硬盘中读取或是写入硬盘里面,但一般来说平常比较少会进行这样的作业。
随机存取默认项目 RND4K Q32T16 项目的随机读写成绩为 5481 MB/s 以及 4143 MB/s。
RND4K Q32T16 为 32 个执行绪中有 16 个伫列深度的运作模式,档案类型为随机存取 4
KB 大小的档案写入或是读取进 SSD 内。
https://i.imgur.com/Ck7wL2B.jpeg
↑CrystalDiskMark 设定:NVMe SSD / 设定档:默认,连续读写与随机读写测试成绩。
https://i.imgur.com/V5VJmTN.jpeg
↑CrystalDiskMark 设定:NVMe SSD / 设定档:最佳性能,连续读写与随机读写测试成绩才
会比较靠近官网标示规格。
而日常使用情境或是游戏玩家比较可以参考的是 QD1 到 QD4 这个区间项目,我们将
CrystalDiskMark 设定档切换成真实世界效能测试,第一字段就会变换成 Q1T1 虽然跑出
来的成绩会比 Q8T1 低一些,但成绩会更符合实际日常使用体验的性能。
原因是因为大多数日常操作中作业系统较常使用 Q1T1,也就是 1 个执行绪有 1 个伫列
深度的运作模式,因此 Q1T1 相比 Q8T1 会更能够符合日常使用的状况,在 Q1T1 模式下
把测试档案容量设置为 1GiB 后,读写速度为 8194 MB/s 以及 9316 MB/s。
https://i.imgur.com/AMSf8GW.jpeg
↑CrystalDiskMark 设定:NVMe SSD / 设定档:真实世界模式 1GiB 设定档测试成绩。
3DMark 存储基准测试以游戏启动加载、复制游戏档案、游戏存盘、安装游戏、OBS 游戏
纪录进行测试,其情境主要使用多款游戏进行实际测试,让玩家可以清楚参考硬盘在游玩
使用上的成绩,上述测试过程中以时间单位纪录,但是最终成绩则是使用频宽与平均存取
时间来计算,最后的存储基准测试分数越高越好。
https://i.imgur.com/uIYg71E.jpeg
↑3DMark 存储基准测试。
以 PCMARK 10 来测试实际应用存储性能,Full System Drive Benchmark(完整系统碟基
准测试)使用一系列日常应用程式和软件,包含有 Windows 10、Adobe 系列软件、游戏
启动、Microsoft 文书软件与相关应用等项目,以真实使用情境来测试硬盘性能,在测试
成绩中获得频宽 695.04 MB/s 平均存取时间为 37 μs,测试总分为 4438 分。
而 Data Drive Benchmark(数据碟基准测试),是以存储文件用途的资料碟为主要测试
对象,同时也可以使用此项目测试 NAS、UFD 与记忆卡等相关类型的储存装置,在这项测
试,会把 339 个 JPEG 档案(总共 2.37 GB)复制到 SSD 里,接着制作这些 JPEG 档案
的副本,最终把 2.37 GB 的 JPEG 档案复制到另一个硬盘里,完成整个写入-读写-读取
三步骤测试,在这项测试中成绩为频宽 1114.73 MB/s 平均存取时间为 19 μs,最后得
出的测试总分为 7843 分。
https://i.imgur.com/3ST76h2.jpeg
↑PCMARK 10 Full System Drive Benchmark(完整系统碟基准测试)。
https://i.imgur.com/Jt0nzZw.jpeg
↑PCMARK 10 Data Drive Benchmark(数据碟基准测试)。
测试所使用的 M.2 SSD 散热器一览
首先是 GIGABYTE B650I AORUS ULTRA 主机板上原有的第三代散热装甲辅以主动式散热风
扇,这是笔者主机板上原有的标准配置散热方案,因为是主机板本身配有的散热方案,所
以直接将 M.2 SSD 放进去安装即可不需要过多程序。
https://i.imgur.com/ZfeJ2BS.jpeg
↑主机板上原有的第三代散热装甲辅以主动式散热风扇安装展示。
https://i.imgur.com/NLJHGEY.jpeg
↑里面有一个主动式小风扇,面向处理器方位的特殊散热沟槽设计,能进一步有效运用机箱
内气流,强化热对流效率。
第二个是 Jonsbo M.2 Radiator 散热器,这是笔者在虾皮上面买的大概是一两百块就能
入手了,是本次测试选手中唯一的被动式散热模组,但因为便宜而且效果听说也还不错,
所以好像很多人都有买这个来用。
https://i.imgur.com/CTH0HDW.jpeg
↑全铝材质的 Jonsbo M.2 SSD 硬盘散热器。
https://i.imgur.com/1V1qhjP.jpeg
↑安装上稍微麻烦一些,可能需要稍微摸索一下。
https://i.imgur.com/rI1RTCE.jpeg
↑主机板安装展示。
第三个选手 T-FORCE DARK AirFlow I SSD Cooler 是一款主动式风冷散热器,其实概念
就是把双热管风冷塔散缩小并且用在 M.2 2280 SSD 上面,透过两根直径 Ø 4 mm 纯铜
热导管搭配散热鳍片来帮 M.2 SSD 散热,借由直径 Ø 40 mm PWM 风扇直吹带走废热。
只是笔者稍微翻了一下,台湾只有欣亚有以“赠品”的名义上架,但又标有将近两千三的
售价?究竟是要买什么 SSD 才会送,还是可以单买这部分笔者也不太清楚。
https://i.imgur.com/l63wEpR.jpeg
↑T-FORCE DARK AirFlow I SSD 散热器。
https://i.imgur.com/DHLcoSE.jpeg
↑盒装里面附有两片导热垫跟小螺丝起子,印有安装教学。
https://i.imgur.com/ZHJppTI.jpeg
↑T-FORCE DARK AirFlow I SSD Cooler 透过 PWM 为风扇供电。
https://i.imgur.com/Ls5UGdk.jpeg
↑顶部有 T-FROCE 标志。
T-FORCE DARK AirFlow I SSD Cooler 要透过导热垫来接触 M.2 SSD 才能将热量导出完
成散热过程,配件附赠的两片导热垫要放置于 M.2 SSD 上下,整体安装过程较为繁琐,
建议在主机板上机壳前先安装好才固定主机板。
接着就要稍微提一下它的最大劣势,最直接影响的就是体积这件事情,因为多了一个小风
冷塔散在 M.2 SSD 那边,所以对于 CPU 风冷塔散相容性来说就会是一个很大的考量,而
CPU 水冷走管方向也肯定要因为它而变换方向。
https://i.imgur.com/YkPSx9T.jpeg
↑双热管直触。
https://i.imgur.com/TmzX0SJ.jpeg
↑M.2 SSD 安装示范。
https://i.imgur.com/1Nb7Fjw.jpeg
↑实际使用场景展示,这个占地面积…ITX 主机板直接塞好塞满。
这次也借来了一款相当特别的散热器 T-FORCE SIREN GD120S AIO SSD Cooler,它是 M.2
2280 SSD 专用的一体式水冷散热器,我知道非必要但真的太有趣了所以就借来测试(玩
)一下。
整体概念其实就是将早期用在 CPU 上的 120 mm 一体式水冷移植给 M.2 SSD 用,稍微看
了一下这款应该是使用 Apaltek 昂湃科技水冷方案。
笔者觉得比较大问题点是 M.2 SSD 水冷头端的水冷管出管方向,因为是使用 L 字形虽然
可以大幅度旋转调整,但以常见的主机板第一槽 M.2 SSD 插槽支援 Gen5 频宽这种常见
设置来说,GD120S 的水冷管不是卡到显示卡本题,不然就是会去卡到处理器散热器,最
折衷就是两根水冷管左右侧摆挤在一起变得丑丑摆放。
https://i.imgur.com/T9UEyn5.jpeg
↑T-FORCE SIREN GD120S AIO SSD 一体式水冷。
https://i.imgur.com/YTNyC45.jpeg
PUMP 设置于 120 mm 冷排上,从细节推断是使用 Apaltek 昂湃科技水冷方案。
https://i.imgur.com/9Z97rm5.jpeg
↑仅支援 M.2 2280 规格的 SSD 使用一体式水冷头。
https://i.imgur.com/JZstqkV.jpeg
↑使用铜底搭配导热垫接触 M.2 SSD。
https://i.imgur.com/4PlRxsY.jpeg
↑实际安装展示。
M.2 PCIE Gen5 x4 SSD 搭配各种散热器实测
因为 Z540 也不是多新的 Gen5 SSD 了,所以性能测试部分就简单做几个给大家参考就好
反正很多人都开箱过了,这次重要的还是散热性能测试部分,将平台安装在裸测支架上所
以实际散热效果会比起在机壳内还要好上一些,在测试过程中于主板 BIOS 内将所有插槽
转速设定于全速运转,测试场景为 24 °C 冷气运作密闭房间内进行实际测试,因普通房
间的环境温度难以控制所以仅供参考。
测试软件仍然使用 CrystalDiskMark 设定:NVMe SSD / 设定档:默认,但是手动把次数调
整为 9 次;测试档案容量设置改为 64 GiB,部分国外媒体会设定自己写好的脚本来进行
压力测试,但笔者个人觉得台湾玩家比较常用 CrystalDiskMark 软件来测试自己的 M.2
SSD,所以继续使用相同软件大家会比较好自行重现测试。
温度记录则是使用 HWinfo64 软件来记录硬盘的最高温度,并手动调整 HWinfo64 软件内
的轮询周期,透过调整成以下设定来更即时记录 M.2 SSD 本身的温度。为什么不用
CrystalDiskInfo 软件来记录温度?因为当 M.2 SSD 有复数温度传感器时
CrystalDiskInfo 只会显示顺位第一的传感器;有时候硬盘厂商会去调整传感器温度顺序
让主控芯片不一定是第一顺位,导致观看时看到的可能是其他位置温度。再来
CrystalDiskInfo 在温度传感的更新速度非常慢,很常会有显示温度与实际温度因为没有
即时更新,导致显示温度与实际温度落差可达 5~10 °C。
全局:20 ms
磁盘SMART每 1 周期
嵌入式控制器每 1 周期
https://i.imgur.com/EfwMzEA.jpeg
↑上次有人说想看测试环境,阿不就主机板架在裸测平台上….有什么好拍的。
https://i.imgur.com/6YHbBcx.jpeg
↑Z540 PCB 高度示意图,E26 主控芯片是最高的,如果是较硬的平面散热片可能会碰不到
Flash 颗粒跟 DRAM Cache。
实际测试下来非常意外的是,GIGABYTE B650I AORUS ULTRA 主机板上原有的散热装甲居
然是最高温,笔者原本以为它有个小风扇至少会比 Jonsbo M.2 SSD 硬盘散热器还要强,
结果居然让人出乎意料的小输 3 °C。
考量到机壳内散热效果还会更差的话,主机板原有的 AORTS M.2 Thermal Guard III 还
有被动式散热 Jonsbo M.2 SSD 硬盘散热器,在机壳内顶多能够维持着“不过热降速”来
使用,若长时间高负载写入的话或许使用寿命会比较堪忧一些(笔者个人是希望固态硬盘
最高温度不超过 65 °C 为基准点)。
而主动式风冷小塔散 T-FORCE DARK AirFlow I SSD Coole 表现就还不错了,最高温度只
有 53 °C 比起前面两位选手拉开了很大一段距离,但全速运转的 AirFlow I 风扇有
8000 RPM,那个声噪跟 AORTS M.2 Thermal Guard III 一样属于无法让人接受的,建议
大家可以选择“安静模式”的风扇转速曲线使用会比较合适。
而一体式水冷的 T-FORCE SIREN GD120S AIO SSD Cooler 最高温度仅有 48 °C,笔者从
来没想到能在 PCIE Gen5 SSD 上看到高负载时最高温度能在 50 °C 以内,果然水冷散
热性能依然是不可质疑的,但考量的成本与安装麻烦度等等只比起 AirFlow I 低 5 °C
,对于“实用性”玩家来说可能就没有这么有吸引力,但笔者的原则就是:很酷的我全都
要!反正终究会上水不如一开始就….
https://i.imgur.com/46gmsXD.jpeg
↑Gen5 x4 SSD 搭配不同散热器的测试图表。
https://i.imgur.com/cTlMIgk.jpeg
↑ GIGABYTE B650I AORUS ULTRA 主机板上的 AORTS M.2 Thermal Guard III 测试过程中
,使用热像仪观测表面温度,但饰盖上有一部分是塑胶材质(1 号侦测点),散热片表面
最高温度为 43.9 °C 左右。
https://i.imgur.com/YXIyp19.jpeg
↑Jonsbo M.2 SSD 硬盘散热器表面最高温度为 50.3 °C 左右。
https://i.imgur.com/7TFFRHT.jpeg
↑AirFlow I 表面温度基本上都只有 33.2 °C 左右而已。
总结
https://i.imgur.com/oqrQAoC.jpeg
面对发热量又再突破一阶的 PCIE Gen5 SSD,不论是主机板品牌或是玩家来说都更进一步
注意 M.2 SSD 的散热问题,但至于未来是否要像照片这样出动四热管塔散或是一体式水
冷?我觉得只有少部分极端玩家才会这样瞎玩,最重要的还是太麻烦且使用上不切实际。
而大多数固态硬盘厂商品牌对此的态度,几乎都决定交给主机板厂来处理就好,比较特别
的是美光在 T700/T705 上有推出自带散热片版本,但笔者有实际玩过 T700 带散热片版
本,最高温度表现反正是无法达到我个人期望的,笔者如果真的要买 PCIE Gen5 SSD 还
是会选择不带散热片版本,透过主机板或是其他品牌的主动式散热器来使用借此延长使用
寿命,以及维持其因有的高速读写性能表现。
https://i.imgur.com/rTCv8Po.jpeg
这次的测试下来,表现最好的果然是一体式水冷 GD120S 接下来是主动式风冷小塔散
AirFlow I,额外加购价最便宜的被动式散热 Jonsbo M.2 SSD 硬盘散热器最高温度也比
主板默认方案还低,但以上这些“额外加装”的散热器会有一些问题要注意。
那就是现在主机板都设有方便 M.2 SSD 拆装的 DIY 便利卡扣等装置,这些卡扣的高度设
计几乎都是针对 M.2 SSD 裸条直接固定,在搭配主机板本身的散热片安装所设计,使用
这些额外加装的散热器很大机率会因为厚度或是高度问题,而必须改回使用 M.2 SSD 螺
丝来锁上固定整组固态硬盘。
而现在的主机板也会针对第一槽 M.2 SSD 扩充插槽,配有底部导热垫以及散热装甲协助
双面颗粒散热,想使用额外加装的散热器就要移除掉原有导热垫,甚至是拆除主机板附赠
的 M.2 SSD 底部装甲,来获得比较好的安装相容性。
主机板本身提供的散热方案表现虽然最差,但符合不过热降速这个原则而且还不用拆装这
么多东西,对于懒人来说会是最方便选择。
https://i.imgur.com/osluFvG.jpeg
总结来说想在 PCIE Gen5 M.2 SSD 获得最佳散热效果就要用主动式散热器比较好,但这
些主动式 M.2 SSD 散热器都有体积大等问题,会去影响到 CPU 散热器或是显示卡的安装
空间,造成彼此之前的安装相容性问题,如果使用者能够完美解决这些问题或是直接无视
它,现阶段来说还是非常建议搭配主动式散热器来使用,许多主机板也都有直接附赠相关
配件可以用。
最后还是要提醒大家这次的温度成绩仅提供参考,大多数人实际使用上是安装在机壳内并
且搭配显示卡使用,显示卡运作的废热往上排热时,位于显示卡楼上的邻居 M.2 SSD 散
热器 100% 会受到影响,此时就会因为显示卡废热而导致 M.2 SSD 过热降速表现不佳,
以上资讯提供大家参考。

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