Qué es NVMe y su importancia en las unidades SSD
Podríamos explicar qué es un disco SSD M.2, pero ya lo hicimos en su momento y os redirigimos a dicho post de cara a conocer su factor de forma, sus características, pros y contras. Sin embargo, considero vital explicar qué es NVMe porque está estrechamente relacionado con el hecho de instalar un disipador M.2 en un SSD.
NVMe (Non-Volatile Memory Express) es un protocolo de acceso y transporte de almacenamiento para memoria flash y SSD, que ofrece un mayor rendimiento y menor latencia. Inicialmente fue ideado para entornos empresariales donde existía una carga de trabajo grande de datos, por lo que había necesidades de rendimiento, economía y escala.
¿Qué teníamos antes de NVMe? Los protocolos heredados de SATA y SAS, los cuales se habían quedado obsoletos. NVMe está optimizado para NUMA y fue diseñado desde cero, sin heredar nada de otras arquitecturas. Si te preguntas qué es NUMA, te diremos que es un diseño de memoria utilizado en multiprocesamiento, por el cual una CPU puede acceder a su memoria local más rápido que a otra memoria (ya sea la RAM o la del SSD).
Dicho diseño es consecuencia de que los SSD NVMe consiguen el máximo rendimiento de los procesadores multinúcleo, ya que los núcleos pueden compartir sus colas, las prioridades y comandos.
Este protocolo NVMe basa sus cimientos en las rutas de datos paralelas de baja latencia, lo que otorga más rendimiento y una latencia más bajas que veíamos en HDDs y en SSD SATA de 2.5 pulgadas. Para los centros de datos, esto se traduce en más capacidad para procesar cargas de trabajo en tiempo real y aceleramiento de aplicaciones.
El secreto de NVMe está en admitir varias colas de entrada y salida, concretamente hasta 64.000 entradas. Con los protocolos heredados no había colas paralelas, sino que eran individuales y podíamos ver 254 entradas en Legacy SAS y otras 32 en SATA. Y es que el software de NVMe es la magia: permite crear colas y minimiza la sobrecarga de la CPU. No solo eso, también tiene la capacidad de cambiar la prioridad de las cargas de trabajo.
Otra clave está en los ciclos de CPU: los protocolos heredados consumían muchos ciclos y los datos tardaban en estar disponibles para las aplicaciones. Traducido al lenguaje empresarial, no era eficiente porque los ciclos de CPU desperdiciados hacían perder dinero. Gracias a NVMe, se manejan cargas de trabajo potentes reduciendo costes y acelerando rendimiento.
¿Por qué es importante NVMe para un gamer o un usuario medio?
Tras explicar NVMe, deciros que un SSD M.2 convencional no consigue ofrecer las mismas velocidades de transferencia que un SSD NVMe. Este protocolo consigue exprimir todos los raíles de PCI-Express al máximo, ya que todo cambia según conectemos el SSD a PCIe x2 o x4.
Existen unidades preparadas para ser conectadas a x8, pero lo más común es x4. En el mercado, encontramos PCI-Express 3.0, 4.0 y 5.0; dicho esto, las especificaciones van evolucionando y pronto este post estará desactualizado (lo actualizaremos, lo prometo).
Las diferencias de velocidades son enormes, ilustrémoslo con ejemplos. Este Western Digital Blue es un SSD M.2 de 500 GB que no viene con NVMe. En consecuencia, ofrece unas velocidades de lectura de 560 MB/s y otra de escritura de 510 MB/s.
Por otro lado, tenemos este Samsung 980 500 GB NVMe, que ofrece 3100 MB/s en lectura y 2600 MB/s en escritura.
Esto es en PCI-Express 3.0, pero los SSD NVMe que están diseñados para PCIe 4.0 o 5.0 disparan esas cifras; esto se debe al ancho de banda, el cual se va doblando con las siguientes versiones de PCI-Express. A mayor ancho de banda, mayores velocidades de transferencia se consiguen; por ejemplo, los SSD PCIe 4.0 pueden llegar a ofrecer hasta 9000 MB/s teóricos, mientras que los SSD PCIe 5.0 consiguen llegar a los 10.000 MB/s sin mucho esfuerzo, pero pueden llegar a los 14.000 MB/s teóricos.
Por qué usar un disipador M.2 en un SSD NVMe
Todo este baile de cifras en MB/s te habrá sorprendido, pero tiene un precio que pagar: incremento de temperaturas. El controlador de memoria junto a los chips de memoria se calienta mucho conforme suben de velocidades, así que tendremos problemas si no las bajamos.
Si no refrigeramos el SSD M.2 con un disipador, se reducirá la vida útil o se producirá el thermal throttling, ¡o ambas! Por tanto, el disipador M.2 ayudará a expulsar el calor del SSD para aliviarlo y seguir operando a máximo rendimiento.
No obstante, no siempre es necesario un disipador M.2 porque no estamos continuamente usando el SSD a máximo rendimiento. Así que, como recomendación, observad que no pasa de los 40-45ºC a través de HWMonitor o un programa similar; si lo supera, necesitáis un disipador.
Cómo funciona
Para los curiosos/as que se pregunten cómo funciona un disipador M.2, la sistemática es similar a un disipador CPU pasivo, solo que no tenemos pasta térmica: aquí se usa Thermal Pad o almohadilla térmica. A su vez, esto facilita la instalación.
- El calor se produce en los chips de memoria de la PCB del SSD.
- Ese calor es transferido a la thermal pad colocada encima.
- La thermal pad transfiere el calor al bloque del disipador, pudiendo tener tuberías de calor o no.
- El disipador expulsar el calor fuera a través de las aletas de aluminio que suele tener, mediante el método de convección.
Deciros que tenemos una consecuencia no deseada: aumento del calor dentro de la caja del PC.
Cómo instalar disipadores M.2 para SSD
Primero, debemos recomendaros que leáis las instrucciones de la marca del disipador respecto a su instalación. No solo nos enumerarán el proceso, sino que puede tener peculiaridades que no observaremos aquí.
El procedimiento sobre cómo instalar disipadores M.2 para SSD es muy sencillo:
- Se coloca la thermal pad encima de los chips de memoria del SSD. Seguramente tengáis que quitar un film.
- Quitaremos el film restante (superior de la thermal pad).
- Instalaremos encima el disipador.
- Conectaremos el SSD NVMe M.2 en el slot M.2 de la placa base.
- Monitorizar las temperaturas.
Consejo final: refrigerar la caja PC
Si no tienes la caja PC acondicionada para expulsar el calor de los componentes, es hora porque el método de convección usado por los disipadores M.2 genera más calor en el interior de la caja. De este modo, los ventiladores suplementarios deberán hacer el resto del trabajo.
Por último, aconsejaros que llevéis a cabo una limpieza del PC periódica para evitar la generación de polvo que pueda obstruirse entre los componentes.
