A Phison fejlesztőcsapatának tagjai nemrégiben beszéltek arról, milyen kihívásokkal kell szembesülniük a PCI Express 5.0-s és a PCI Express 6.0-s SSD kártyák kapcsán, ezek közül is a nagyobb teljesítményű modelleknél, amelyek szélsebesek lesznek. A csúcskategóriás SSD kártyák már eddig is hajlamosak voltak extrém módon melegedni, a PCI Express 4.0-s éra beköszöntével egyre inkább opcióvá vált az extra hűtés alkalmazása, valamint a termékekre utólag felszerelhető hűtések piaca is egyre csak bővül – nem ritkák az apró ventilátorral ellátott megoldások sem.

A probléma igazából többrétű. Az SSD meghajtók és kártyák szegmensében egyre növekszik az adatsűrűség, ami annak köszönhető, hogy a NAND Flash lapkák fejlesztői és gyártói egyre több cellaréteget alkalmaznak új termékeikhez, így a cellák mérete is csökken, amely miatt csökken a töltéstárolás megbízhatósága, igaz, ezt a negatív hatást próbálják a vállaltok új alapanyagok bevetésével enyhíteni. Ezzel egy időben az írási/törlési ciklusok száma is csökkenőben van, ahogy például a TLC technológiáról a QLC-re tér át az iparág, ami szintén kihívásokat jelent. Annak érdekében, hogy a jelminőséggel kapcsolatos problémákon átlendüljenek, a jelek feldolgozásához kifinomultabb hibajavításra van szükség, ez pedig egyre növekvő számítási teljesítményt igényel az SSD vezérlő részéről.

Mivel ezek a hibajavító algoritmusok igen komoly számítási teljesítményt igénylenek, az SSD vezérlők egyre komplexebbé válnak, teljesítményük egyre növekszik, ez pedig a hőtermelésre is hatással van. A negatív hatást a fejlesztők úgy próbálnák enyhíteni, hogy hatékonyabb algoritmusokat készítenek, ám ezen a téren nem sok előrelépés történt az elmúlt időszakban, így kényszerből az SSD vezérlők válnak egyre bonyolultabbá és nagyobb teljesítményűvé. A Phison fejlesztőcsapatánál a legfejlettebb vezérlők esetében már egyre fejlettebb algoritmusokat alkalmaznak, ám ezen a téren valahogy lassabba folyamat, mint az SSD vezérlő teljesítményének növelésénél – itt is kényszerről lehet szó, egyikből fakad a másik.

A növekvő TDP növekvő hőtermelést takar, ami a vezérlő esetében akár 120 Celsius fok lehet, míg a NAND Flash lapkáknál valahol 75 Celsius foknál van az a határ, ahol a megbízhatóság meredeken csökken, már ami az adatrögzítést és az adatmegtartást illeti. A 3D NAND Flash memóriachipek a Phison szerint 0 Celsius fok és 70 Celsius fok között működnek, egyes példányok akár 85 Celsius fokot is elviselnek, attól függően, milyen osztályú megoldásról van szó. Ha például az adatok rögzítése forró állapotban történt, akkor hidegen kiolvasva őket elég nagy hőingást kell áthidalni, ami több hibajavítást tesz szükségesség, így a maximális adatátviteli sebesség is csorbát szenved. Nagy általánosságban az SSD-k megfelelő üzemi hőmérséklete 25 Celsius fok és 50 Celsius fok közé esik.

A fentiek, vagyis az extrém hőtermelés és az extrém melegedés többnyire a csúcskategóriás SSD meghajtók és kártyák esetében jelent problémát, a szerényebb képességekkel rendelkező modellek, amelyek a kereskedelem fő áramában lavíroznak, kisebb fogyasztás és hőtermelés mellett dolgoznak, így rendszerint extra hűtést sem igényelnek.

A hűtés hosszabb távon egyre fontosabb szerephez juthat majd: a Phison szerint a PCI Express 5.0-s SSD-k esetében a felsőkategóriás modelleknél szükség lesz hűtőbordára, míg a következő generációnál már aktív hűtésre is gondolni kell, ami segíti a hűtőbordák közötti levegő mozgását. Érdekesség, hogy  a hűtőbordákat egyes SSD-k esetében műanyag csavarral rögzítik, költséghatékonysági okokból, ami problémát jelenthet

Az extra hűtés persze nem minden esetben megoldható, például noteszgépeknél nem feltétlenül lehet ilyesmiben gondolkodni, hiszen egyszerűen nincs hely. Alternatív megoldás lehet a csíkszélesség csökkentése, például 16 nm helyett 7 nm-re, így csökken a fogyasztás és a hőtermelés is, ám a fejlettebb gyártástechnológia bevetése a gyártási költségeket is emelheti.

A kisebb vezérlővel ellátott SSD-k rendszerint kevesebb hellyel rendelkeznek az I/O csatolók kivezetéséhez, így a tervezők az alkalmazott csatornamennyiség csökkentésével operálnak, ami segít a költségek csökkentésében, valamint a hőtermelés mérséklésében is. Ennek hatására készülnek például a PCI Express 4.0 x2 csatolót használó meghajtók is, azok ugyanis az OEM-ek szerint az átlagfelhasználói igényeket ki tudják elégíteni – és a fentiek miatt segítenek a költséghatékonyság növelésében.

Az SSD-k gyorsulása, valamint az adatsűrűség és az adattároló kapacitás növekedése miatt az SSD vezérlők teljesítménye is növekszik, ami főként a felsőkategóriában okozhat fejtörést. A nagyobb teljesítményű megoldások több hőt termelve már konkrét hűtési megoldásokat igényelnek, a későbbiekben pedig ez az igény fokozódhat, így az abszolút felsőkategóriában az aktív hűtés felbukkanására is lehet számítani.