尽管存储供应商喜欢将他们的产品定位为“冷”，但事实是存储硬件会产生热量-而且是很多热量。SSD 中过多的热量会削弱其性能和耐用性。

SSD过热主要有几个原因。散热器只是缓解问题的一种方法。

为什么很多SSD过热以及为什么这是一个问题

商业和消费应用中大多数常用的 SSD 都有过热的风险。SSD 可能会因各种原因而变热。根本问题是电阻的特性，这是所有电子产品中普遍存在的问题，固态硬盘也不例外。

对于SSD来说，热量并不总是一个问题。早期的技术没有太大的散热问题，例如简单低性能的SATA SSD。现在，当人们谈论过热的SSD时，他们几乎总是指的是使用NVMe接口规范的高性能SSD。当前的高性能 NVMe SSD 提供比其前代产品更高的数据传输速率。它们的处理能力比以前大得多。所有这些额外的、密集的硬件和更高的存储活动率都会转化为热量。

有多热呢？典型的消费级NAND存储芯片在0至70至85摄氏度（158至185华氏度）的温度范围内工作。如果没有散热器，假设环境温度为 25 摄氏度，Gen3x4 SSD 将在三分钟内达到 70 摄氏度。Gen4x4 SSD 将在 40 秒内达到 70 度。当芯片达到70摄氏度时，问题就开始出现。

随着 PCIe 技术的发展，SSD 的加速，这个问题变得更加严重，PCIe 技术现在正走向第 5 代。SSD制造商面临的挑战是不断提高性能，同时处理SSD控制器和其他组件产生的热量。

什么原因导致过热？

电阻是 SSD 过热的主要原因。其他因素会加剧这一基本物理定律。M.2 NVMe SSD 可以同时执行数百万个进程。这随着每一代 SSD 的增加而增加。

此外，NAND闪存无法单独运行。驱动器通常安装在硬件中，该硬件还可能包含控制器集成电路和其他发热电子设备封装在有限的印刷电路板（PCB）空间上。SSD 可以设计为每个芯片多个小芯片堆叠。在某些情况下，这种设计是双面的，这有利于空间效率，但充当内部铜PCB的夹层状绝缘体.

如果SSD安装在气流受限或没有气流的外壳中，则散热问题将变得更糟。如果平台是无风扇的，这将进一步加剧冷却挑战。安装SSD的设备的环境温度以及它所在的房间的温度也会导致 SSD 散热问题。虽然这在冷却良好的数据中心可能不是什么问题，但如果 SSD 在高速 PC 中运行，主板上的其他设备会产生热量，则周围环境很容易达到 50 摄氏度。在该温度下，即使在空闲状态下，驱动器也即将超过其热量限制。

过热的影响

过热会降低M.2 NVMe SSD的性能，并影响其数据保留和耐用性。SSD 通过在晶体管栅极中捕获电子来保留数据。通过检测电子数，SSD 区分构成数字数据的0和 1。

过热会导致驱动器的电荷陷阱/浮动栅极中的电子能量增加，使它们更容易逃逸，这意味着更多的位错误。如果位错误太多，则会发生无法纠正的错误。

此外，SSD设备运行期间的温度变化也可能导致“交叉温度”效应，即驱动器在低温下写入，但在高温下读取。当温度从低到高或从高到低移动时，阈值电压会显著变化，导致发生故障。

热节流及其对固态硬盘的影响

为了保护 SSD 免受过热导致数据保留不佳的影响，热节流机制得以设计，并广泛部署在在控制器固件中。当芯片达到 70 摄氏度时，SSD 将激活其热节流机制，这会降低性能以使芯片冷却。这可以提高数据保留和耐用性，但由于性能降低，用户体验会受到影响。

但是，良好的热节流设计可以使SSD的性能降低最小，以换取最大的冷却。

如何冷却SSD

看到 80 摄氏度应该是 SSD 的温度上限，制造商需要为 SSD 提供冷却机制。如果没有的话，该驱动器将迅速加热到 70 摄氏度以上，这会降低数据完整性和耐用性。当前有几个选项可用。

在某些情况下，例如低强度使用，计算机机箱或主板周围的气流足以使驱动器保持可接受的温度。对于更高速的操作，散热器可用于从驱动器散发热量。

散热器有两种基本型号。主动散热器直接连接到 SSD，它使用风扇来冷却它。

相比之下，被动散热器通过传热来冷却 SSD，例如，通过连接到 SSD 的导电金属板。这种设置不断拉动其产生的热量并将其散发到空气中。

与主动散热器相比，被动散热器具有多种优势。它们不会产生噪音，它们不笨重，而且它们也往往更便宜。被动散热器的局限性在于，如果 SSD 进入高速运行模式，则无法切换到更高的散热率。它的冷却能力是固定的。

一种不为人知的散热机制是金属箔标签，它从芯片中吸收热量。铜比铝更可取。

充分、一致的气流和散热器的组合是最好的方法。当然，这是假设输入空气温度足够低，可以减少SSD上的热量。

有些主板供应商为M.2 NVMe SSD制造实心铝块集成散热器。它们用作热缓冲器而不是散热器，因为大量材料可以吸收热量，但没有足够的表面积来散热。这种设计使驱动器在需要节流之前有更多的时间。

而主板制造商则可发挥主导作用，他们可在被动冷却能力方面增加密度，甚至提供高度定制的主动冷却器。更便宜的主板现在通常附带被动冷却器，但主板制造商已经提供主动冷却的升级路径，以实现持续的工作负载不间断地高速运行。

冷却的利弊

考虑到SSD过热的风险，冷却似乎是一种自然的对策。然而，冷却也有其自身的问题。

在好的方面，冷却消除热节流，以实现可持续的写入和读取速度，以及更长的驱动器寿命和更好的数据保留。即使在长时间使用期间也能保持。

缺点包括成本和这些冷却产品可能占用的空间。