6/7 Toshiba OCZ RD400 im Test : Mit schneller NVMe-SSD zum neuen Image

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Temperaturen

Die Samsung 950 Pro hat gezeigt, dass schnelle PCIe-SSDs hohe Temperaturen erreichen und dies insbesondere bei M.2-Modulen ohne zusätzliche Kühlung zur Drosselung der Leistung führen kann.

Für die Untersuchung des Einflusses der Temperaturen auf die Leistung der Toshiba OCZ RD400 wurden drei verschiedene Szenarien genutzt, wobei das erste Szenario den vorangegangenen Leistungstests zu Grunde lag.

Szenario 1 (Testszenario) Szenario 2 Szenario 3
RD400 direkt im M.2-Slot
minimaler Luftstrom vom CPU-Kühler
RD400 im OCZ-Adapter
im Luftstrom vom CPU-Kühler
RD400 im OCZ-Adapter
ohne Luftstrom vom CPU-Kühler
Temperatur Idle 51 °C 44 °C 45 °C
Temperatur max. 81 °C 74 °C 78 °C
Drosselung Ja nein nein
Toshiba OCZ RD400 im M.2-Slot
Toshiba OCZ RD400 im M.2-Slot
Toshiba OCZ RD400 im Adapter
Toshiba OCZ RD400 im Adapter

Im Szenario 1 wurde die RD400 direkt im M.2-Slot des Mainboards betrieben. Im offenen Testaufbau sorgt lediglich der CPU-Kühler (Intel Boxed) für einen leichten Luftstrom, der über das M.2-Modul strömt. Im zweiten Szenario steckt die RD400 auf der zugehörigen PCIe-x4-Adapter-Karte von OCZ und steht senkrecht zum Luftstrom des CPU-Kühlers. Im dritten Szenario wurde der Luftstrom von der PCIe-Karte abgeschirmt, um zu prüfen, ob bereits allein der Adapter mit Wärmeleitpad für niedrigere Temperaturen sorgt.

Mit dem Benchmark Iometer wurde ein 5-minütiger sequenzieller Schreibtransfer (128 KB, QD3) simuliert. Im Hintergrund wurde die Temperatur anhand des entsprechenden SMART-Parameters mit dem Tool Hard Disk Sentinel ermittelt. Die Ergebnisse wurden im Sekundentakt aufgezeichnet, sodass ein Zeitverlaufsdiagramm erstellt werden konnte.

Szenario 1: Toshiba OCZ RD400 ohne Adapter im M.2-Slot
Szenario 1: Toshiba OCZ RD400 ohne Adapter im M.2-Slot

Wie das erste Diagramm offenbart, kann es auch bei der Toshiba OCZ RD400 zu einer temperaturbedingten Drosselung der Leistung kommen. Aus Sicht des CPU-Kühlers liegt das M.2-Modul hinter dem ersten PCIe-x16-Slot des Mainboards und wird kaum von dessen Luftstrom erreicht. Bereits im Leerlauf kommt die RD400 auf eine Temperatur im Bereich von 50°C, was höher als bei der Samsung 950 Pro ist. Dies liegt an der höheren Leistungsaufnahme der OCZ RD400, die bereits ohne Last laut Messungen über zwei Watt beträgt.

Nach etwas mehr als einer Minute Dauerlast wird die Marke von rund 80 °C erreicht, die sich als Schwelle zur Drosselung der Leistung als Schutzmaßnahme gegen Überhitzung entpuppt. Die Schreibrate sinkt von 1.600 MB/s auf etwa 220 MB/s bis die Temperatur wieder deutlich unter dem Schwellwert liegt und die SSD wieder auf Maximalgeschwindigkeit beschleunigt, bis die Temperaturgrenze erneut erreicht wird.

Der mitgelieferte PCIe-Adapter senkt die Temperatur

Der Hersteller stellte für den Test die Variante mit beigelegtem PCIe-Adapter zur Verfügung. Dieser erweitert nicht nur die Kompatibilität auf Mainboards ohne M.2-Steckplatz, sondern bietet auch Vorteile bei der Kühlung. Die Karte verfügt über keinen Kühlkörper, besitzt aber ein Wärmeleitpad, das direkt mit der Platinenrückseite des M.2-Moduls auf Höhe des Controllers in Verbindung steht. Ein Teil der Abwärme kann so über das Pad auf die Platine des Adapters übertragen werden. Der Controller wird in der Regel weitaus heißer als die Speicherchips.

Szenario 2: Toshiba OCZ RD400 im PCIe-Adapter mit Luftstrom vom CPU-Kühler
Szenario 2: Toshiba OCZ RD400 im PCIe-Adapter mit Luftstrom vom CPU-Kühler

Die PCIe-Karte liefert eine weitaus größere Oberfläche zur Wärmeabgabe und steht im Falle des Testsystems senkrecht im leichten Luftstrom des CPU-Kühlers. Diese Kombination sorgt für niedrigere Temperaturen: Schon im Leerlauf liegt die Temperatur sieben Grad Celsius unter dem Wert, den der Betrieb im M.2-Slot lieferte. Die Temperaturschwelle zur Leistungsdrosselung wird auch nach 5 Minuten und über 450 GByte geschriebenen Daten nicht erreicht. Zudem kühlt die SSD nach dem Test schneller ab.

Messungen mit HD Tach unterstützen die Beobachtung der Wirksamkeit des Adapters gegen eine Drosselung:

Toshiba OCZ RD400 im HD Tach Full Bench
Toshiba OCZ RD400 im HD Tach Full Bench
Toshiba OCZ RD400 mit Adapter im HD Tach Full Bench
Toshiba OCZ RD400 mit Adapter im HD Tach Full Bench

Der Adapter allein sorgt für niedrigere Temperaturen

Die Kombination aus Adapter mit Wärmeleitpad und direktem Luftstrom erweist sich als ausreichende Maßnahme. Doch wie verhält sich die Wärmeentwicklung, wenn gar kein Luftstrom herrscht? Sorgt der Adapter allein bereits für niedrigere Temperaturen?

Diese Fragen beantwortet das Diagramm zum dritten Szenario, bei dem der Luftstrom vom CPU-Kühler mit eine simplen „Barriere“ aus Pappe von der SSD abgeschirmt wurde. Die Temperaturen liegen leicht über dem vorherigen Szenario, aber noch deutlich unter den Werten ohne Adapter. Der Einsatz der Steckkarte erweist sich im offenen Testaufbau bereits als wirksam genug, um eine Drosselung zu verhindern, wenn auch nur knapp. Der Diagrammverlauf deutet an, dass bei einem noch längeren Dauertransfer eine Drosselung auch dann eintreten wird. Ohne Luftstrom kann die Wärme nicht schnell genug abgeführt werden.

Szenario 3: Toshiba OCZ RD400 im PCIe-Adapter ohne Luftstrom vom CPU-Kühler
Szenario 3: Toshiba OCZ RD400 im PCIe-Adapter ohne Luftstrom vom CPU-Kühler

Adapter oder Kühler nur für Dauerlast relevant

Unterm Strich liefern die Ergebnisse die gleiche Erkenntnis wie schon bei der Samsung 950 Pro: Im M.2-Slot ohne direkten Luftstrom werden PCIe-SSDs dieser Leistungsklasse bei Dauerlast sehr warm, sodass die Leistung unter Umständen gedrosselt werden kann. Allerdings tritt der Leistungsverlust erst beim kontinuierlichen Übertragen großer Datenmengen im Bereich mehrere Hundert Gigabyte auf. Eine gute Gehäuselüftung kann zudem die Drosselung hinauszögern oder sogar verhindern.

Ein PCIe-Adapter wie er bei der Toshiba OCZ RD400 optional als Zubehör angeboten wird, sorgt für eine bessere Positionierung der SSD im Luftstrom üblicher Gehäuse. Die Lösung von OCZ erweist sich dann dank Wärmeleitpad als ausreichender „Kühler“. Alternativ stehen M.2-Kühllösungen von Drittanbietern zur Verfügung, die ein Normalnutzer aber nicht benötigt.

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