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散热技术

什么是散热技术? 

SD固态硬盘在工作中,因为自身发热和环境温度的变化,导致SSD固态硬盘温度发生变化。

如果SSD固态硬盘的温度超出其任意一个关键组件的正常的工作温度,SSD固态硬盘将无法正常工作,甚至损毁。因此,SSD固态硬盘必须要针对温度进行管理,保证能够在恶劣环境下可靠运行。为此,科美固态硬盘采用了独特的功耗控制技术,温度自主干预技术,散热技术(也成为导冷技术/导热技术)和温度验证工艺。本节将主要介绍散热技术。其他技术请浏览本站或联系我们。

所谓散热技术,就是在高温环境下,所有以将SSD固态硬盘热量与环境交换,从而降低自身温度在适合范围内为目的的技术。12.jpg

为什么SSD固态硬盘需要散热技术?

一、高温对固态硬盘的威胁大于低温

对于SSD固态硬盘,通常认为适合的工作温度为0~25℃。由于工作时自身会发出一定的热量,在低于0℃的低温时,自身发热热量会促使SSD固态硬盘的工作环境温度趋向适合。

反之,如果SSD固态硬盘工作在超过25℃的环境下,自身的发热量将会导致温度继续上升,温度上升又会导致SSD固态硬盘内阻增大,发热进一步加大,从而形成不收敛的恶性循环,最终导致SSD固态硬盘彻底失效。

二、及时散热对SSD固态硬盘稳定工作很重要

影响SSD固态硬盘无法工作的因素,主要是高温。一般而言,因为自身发热,环境密闭,SSD固态硬盘的盘体温度要显著高于周边环境。

如何高效的散热,就尤为关键。

常见的SSD固态硬盘,装有金属或者塑料外壳,会造成空气流动不畅。此外,塑料外壳的导热系数比空气的还低,自身的导热效果极差。所以散热状况非常糟糕。13.jpg

科美SSD固态硬盘使用了哪些独特的散热技术?

在自然界,金属的导热系数是较高的,如铜的导热系数通常在400以上,铝的导热系数大约为200以上,散热垫/散热硅胶的导热系数为个位数,而空气的导热系数靠近1左右,塑料的导热系数为0.04~0.42。

SSD固态硬盘的主要发热器件为主控芯片(包括SATA SSD和PCI-e SSD控制芯片),Flash芯片,电源芯片等。

在没有干预的情况下,这些发热器件将热量首先散发到周边空气和PCB板。

 

科美SSD固态硬盘不同的产品,采用了多重不同的散热技术和设计,包括但不限于:

1. 散热垫+外壳散热路径;

2. PCB铺铜+螺丝+外壳散热路径;

3. 散热片;

4. 散热器;借助这些技术,科美SSD固态硬盘在温度、功耗和温度可靠性攀上了一个大台阶。

PCB铺铜+螺丝+外壳散热路径

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散热垫+外壳散热路径

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散热片

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散热器

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散热常见问题

散热真的有那么重要吗?对企业及而言呢?

散热非常重要。不论对工业级固态硬盘还是企业级固态硬盘,不论是导致SSD。固态硬盘损毁的极限温度,还是超出立理想工作温度的高温环境。

实际上,在高温环境下,也许固态硬盘还能正常工作,功耗加大,固态硬盘也无法稳定、可靠地工作,固态硬盘的性能会不断下降。提高固态硬盘本身对温度控制的能力,加强外部环境温度控制,对固态硬盘高效、稳定、可靠的运行具有很重要的意义。

对企业级固态硬盘而言,也是非常重要的。企业级固态硬盘对性能,特别是随机性能的需求和延迟的要求很高。企业级固态硬盘的投资回报率也和固态硬盘的性能有密切关系。如果SSD固态硬盘持续工作在高温、低速状态,对数据的安全性是威胁,也会显著的影响投资回报率以及客户体验。

科美固态硬盘使用的散热技术,对固态硬盘有什么效果?

直接的结果是,SATA 2.5 inch 规格的固态硬盘在工作状态下的温度同比降低3-5℃,工作温度范围、可靠性、相同温度下的性能都有了很大的提高。

对于贵司的PCI-e SSD,已经有散热片和散热器了,那么服务器内部还需要散热装置吗?

需要。

由于科美PCI-e SSD固态硬盘性能很高,尽管单位功耗很低,但是绝对功耗最大可达到35瓦。在SSD固态硬盘散热装置的帮助下,表面温度也会达到60℃以上。为了稳定的运行,通常要求固态硬盘表面温度不能高于50℃。因此,对服务器内部的散热,是有要求的。通常风冷装置的要求为不低于100LFM。具体要求,请参考产品简介。

为什么其他固态硬盘品牌并未使用散热技术和装置?

有几种可能。

第1种可能是其产品定位于普通的消费级用途,使用环境良好,对固态硬盘的稳定性要求不是很高,因此没有使用;

第2种可能是因为成本的考虑。散热功能对研发成本和制造成本在整个SSD的成本的比例中是比较高的。制造成本就可以占到总成本的13%以上。有些产品为了节省研发成本和制造成本,没有使用这些技术和功能。

第3种可能是因为研发能力的限制。散热器的设计,模拟和验证,需要一定的技术能力和设备。如果不具备这样的能力和设备,就很难完成这样的研发工作。


功耗控制技术

什么是功耗控制技术?

SSD固态硬盘在工作中,因为自身发热和环境温度的变化,导致SSD固态硬盘温度发生变化。

如果SSD固态硬盘的温度超出其任意一个关键组件的正常的工作温度,SSD固态硬盘将无法正常工作,甚至损毁。因此,SSD固态硬盘必须要针对温度进行管理,保证能够在恶劣环境下可靠运行。为此,科美固态硬盘采用了独特的功耗控制技术,温度自主干预技术,散热技术和温度验证工艺。本节将主要介绍功耗控制技术。其他技术请浏览本站或联系我们。

所谓功耗控制技术,就是为了降低固态硬盘功耗所采取的的独特手段和诀窍。

为什么SSD固态硬盘需要控制功耗?

一、SSD固态硬盘功耗是发热量和温度的本源因素,而高温对固态硬盘的威胁大于低温

对于SSD固态硬盘,通常认为适合的工作温度为0~25℃。高温对固态硬盘的威胁显著高于低温。作为固态硬盘表面温度升高的本源性因素,功耗的控制对于SSD固态硬盘的稳定发挥具有决定性作用。

二、高功耗有可能导致潜在的衍生危害

较高的功耗,在同等条件下,会影响固态硬盘的稳定、高速地工作。同样,持续的高功耗会带来持续的高温,持续的高温有可能导致一些列衍生的危害,如加速器件老化,缩短SSD固态硬盘寿命等。

三、高功耗导致运营成本的上升客户体验下降

高功耗会导致数据中心等机构的运营成本显著增加。首先是高功耗状态下,SSD固态硬盘对能量的消耗本省就会加大。

其次,机构还必须增加制冷的成本。

再次,由于高功耗导致SSD固态硬盘性能降低,延迟加大,可能会导致业主采购和装备更多的固态硬盘;

最后, 由于高功耗会导致SSD固态硬盘寿命缩短,老化速度加快,从而导致维护成本提升,无间隔运营时间缩短;

科美SSD固态硬盘使用了哪些独特的功耗控制技术?

科美SSD固态硬盘不同的产品,采用了多重不同的功耗控制技术,包括但不限于:

1. 优质器件;

2. 独特的固件;

借助这些技术,科美SSD固态硬盘在温度、功耗和温度可靠性攀上了一个大台阶。

通常,SSD所采用的电子元器件,价格差异可以达到2~10倍。和其他低成本厂商不同,科美固态硬盘始终使用高品质的元器件,不但能够提高固态硬盘的稳定性,可靠性,还能有效的降低功耗。

此外,科美固态硬盘所使用的固件,均是根据不同的产品,不同的应用进行了定专门的优化。在功耗控制方面,也有独特的功能。

优质器件,独特固件降低功耗

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自主控制技术

SSD固态硬盘在工作中,因为自身发热和环境温度的变化,导致SSD固态硬盘温度发生变化。

如果SSD固态硬盘的温度超出其任意一个关键组件的正常的工作温度,SSD固态硬盘将无法正常工作,甚至损毁。

尽管固态硬盘可能使用了多重控温的技术,但是仍然有可能接近甚至突破SSD固态硬盘的极限工作温度。这种情况下,该如何保证SSD固态硬盘不损毁,不丢数据,不宕机呢?

科美固态硬盘为了达到上述目的,为固态硬盘引入了温度自主干预技术。

所谓温度的自主干预技术,就是在极限高温环境下,SSD固态硬自动、主自主对温度进行的干预的技术。

采用温度自主干预技术,会降低性能,但是能够避免更为严重的损失,如宕机,数据丢失,甚至永久性损毁。

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为什么SSD固态硬盘需要温度自主干预技术?

一、固态硬盘的工作温度,有可能接近或者突破极限工作温度

对于SSD固态硬盘,通常认为适合的工作温度为0~25℃。由于自身的发热量将会导致温度继续上升,温度上升又会导致SSD固态硬盘内阻增大,发热进一步加大,从而形成不收敛的恶性循环,最终导致SSD固态硬盘彻底失效。

实际应用中,不论是企业级应用,还是工业级应用,一些情况下,环境温度和固态硬盘的表面温度都可能接近甚至突破固态硬盘能够承受的最大值。这将会给数据、固态硬盘和系统带来严重的风险。

二、很多情况下,固态硬盘无法被密切监控和人工干预,需要“配置并忘记”

SSD固态硬盘在很多情况下,无法被人工监控和干预。这这时SSD固态硬盘自主自动的控制温度,避免更严重的危险发生,就显得极为重要。

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科美SSD固态硬盘使用了哪些独特的散热技术?

科美SSD固态硬盘所使用的自主温度干预技术的原理非常简单。

每一块对温度需要控制的SSD固态硬盘都装载有温度传感器和有温度控制功能的固件。

在实验室,恒成芯兴的研发人员通过大量的、长时间的测试和优化后,一个方面大幅度提拓宽了科美SSD固态硬盘的实际工作温度范围,另外一方面,掌握了SSD固态硬盘的极限工作温度。

而在固态硬盘内部,恒成芯兴专门优化过的固件,会始终监视固态硬盘表面温度的变化。一旦温度达到了根据大量时间数据得出的温度控制阀值,固件就会自主、自动的降低功耗,避免表面温度超过极限温度。

这样做的目的,是保证固态硬盘能够可靠的工作,保全数据的安全和系统的运行,避免固态硬盘损坏,数据丢失和系统宕机。

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验证与测试

什么是生产验证技术?

尽管在研发设计阶段,科美SSD固态硬盘已经在“设计——验证——改进——再验证”的循环中,进行了大量的优化改善工作,但是每一片科美SSD固态硬盘产品,仍然要经过严格的生产测试验证,以确保其能到其设计目标。

 所谓生产验证技术,就是在生产过程中,对量产产品进行测试检验,保证出厂产品品质的所有诀窍的集合。

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为什么SSD固态硬盘需要生产验证?

每一片科美SSD固态硬盘产品,要经过严格的生产测试验证,以确保其能到其设计目标。

问题在于,我们不可能采用穷尽SSD固态硬盘寿命和极限的方式进行验证。这样的方法,即使验证了固态硬盘,但是产品也已经报废了。

如何能够可靠、有效的用较短时间,较小的数据写入量,合理的温力测试,能够准确的预测SSD固态硬盘在其生命周期中的表现,保证出厂产品的品质,成为非常关键的问题。

此外,影响SSD固态硬盘品质的因素,除了产品设计是是否完善做的因素之外,还有器件品质,焊接品质等一系列偶然的和规律的影响因素。

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恒成芯兴无法保证所生产的的每一片SSD固态硬盘品质都达到优良,但是恒成芯兴必须保证所有出厂的SSD固态硬盘的品质出类拔萃,而不仅仅是合格。

科美SSD固态硬盘使用了哪些独特的生产验证技术?

科美SSD固态硬盘采用了六大类十二小类测试来保证SSD固态硬盘的品质。下面,让我们快速的浏览一下在恒成芯兴所采用的部分生产验证技术手段吧!

SMT阶段测试

AOI检测

锡厚检测

推力检测

BGA检测

……

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常规测试

外观

短路测试

电气测试

备电电路测试

……

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自动化综合测试

连接性测试

稳定性测试

上电测试

掉电测试

老化

……

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高低温综合测试

高低温测试

高温测试

低温测试

高低温压力测试

……

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以上仅仅是部分测试验证环节的技术和手段的介绍。

所有的测试结束后,科美独家装备的自动化系统都会根据各方面的情况,对每一个SSD固态硬盘给出评价。这套系统有着极其敏感的评价算法。一项指标不合格,对最终评价的影响非常大。

通常,科美固态硬盘出厂的标准不是合格,而是优秀。借助万完善的产品设设计,精良的用料和可靠的管理测试手段,科美SSD固态硬盘有非常高的一次良率。而介于优秀与合格之间的产品,要进行进一步的检测和调整,令其达到优秀水准之后,才可以出厂。无法达到出厂标准的产品,尽管可以正常开卡,工作,甚至性能很有优秀,仍将会被报废出处理,并售给回收企业。

生产验证技术常见问题

生产验证非常重要,可以保证出厂销售的每一片SSD固态硬盘的品质都能达到最佳水平。

完善的产品设计,精良的用料和精细的管理,对提高产品的一次良率有着至关重要的作用,但,这些措施仍然无法完全排除所有偶然因素并排除不良产品。实际上,在产品生产的整个过程,都有可能造成不良。

此外,对于SSD固态硬盘的可靠性的研究中,人们发现,早其生命周期中的返修率,呈现笑脸曲线,也就是生命周期的早期和晚期的失效率最高。生产验证技术可以把那部分在生命周期的早期就失效的固态硬盘区分出来,不予出厂。

科美固态硬盘的RMA比率是多少?

科美固态硬盘的RMA根据产品的不同而不同。通常,级别要求最严格的产品的RMA比率最低。

一般而言,科美固态硬盘的了RMA在0.1~0.5%之间,而行业平均水平是1~4.2%。