高速伝送が魅力のM.2 SSDの大きな問題が発熱です。これを解決するために日々くふうを重ねているユーザー必見なのが、M.2 SSD用のクーラー(冷却ファン+ヒートシンク)です。
というわけで今回は、M.2 SSDクーラーを選ぶ際にポイントとなる点を説明したうえで、市販されている中からピックアップしたおすすめを紹介したいと思います。
M.2 SSDの発熱について
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そもそも、SSDとは「Solid State Drive」(ソリッドステートドライブ)の略です。「ソリッドステート」は、直訳すると「固体状態」で、この場合は固体を利用した電子回路・装置のことを指しています(空間を利用する「真空管」に対して用いられます)。また、可動する個所のない装置の意味としても用いられます。
そして、SSDではフラッシュメモリを用いて、ストレージ(データの保存場所)を構成しています。「フラッシュメモリ」とは、電力が供給されていなくてもデータの保持が可能な(不揮発性の)半導体メモリのことです。
それでは以下に、M.2 SSDが発熱することについて見ていきましょう。
M.2 SSD(PCIe/NVMe接続)は速い分、発熱がスゴイ!
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M.2 SSDにはPCIe/NVMe接続とSATA3.0接続のものがあり、前者の方が速度に優れます。
たとえば、M.2 SSDのスペック上のシーケンシャル(連続)の速度を見てみると、SATA3.0はリード560MB/s・ライト510MB/sなどで、PCIe4.0×4/NVMeはリード7,000MB/s・ライト5,000MB/sなど、PCIe5.0×4/NVMeはリード12,400MB/s・ライト11,800MB/sなどです。
そして、スピードが速い分、PCIe/NVMe接続のM.2 SSDは発熱がスゴです!。
●PCIe
まず、「PCI」は、「Peripheral Component Interconnect」の略で、CPUと周辺機器(ペリフェラル)との間をつなぐ通信を行うバスアーキテクチャのひとつ。この帯域幅を拡張したのが、「PCIe(PCI Express)」になります。
なお、現在主流のPCIeのリビジョンは「4.0」、「5.0」です。1レーンあたりの転送速度は「4.0」は「16GT/s」、「5.0」は「32GT/s」というように高速になっていきます。
また、PCIeは複数のレーンを束ねて高速化することができます。これを4レーン束ねたのが「×4」と表記されているもの。ちなみに、グラフィックボードではさらに高速な「×16」が採用されています。
●NVMe
「NVM」は「Non-Volatile Memory」で、日本語訳は「不揮発性メモリ」です。SSDを構成する「フラッシュメモリ」(電力供給がなくてもデータ保持が可能)は、これに含まれます。この「NVM」を「PCIe」バスを介してPCと高速接続するプロトコルが「NVMe(NVM Express)」です。
サーマルスロットリングを防いで高速転送を維持するためにクーラーで冷やす
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PCIe/NVMe接続のM.2 SSDには通常、サーマルスロットリングが搭載されています。これは、温度が上がり過ぎた場合に、性能を落として製品の破損を防ぐ技術のこと。なので、負荷がかかって高温になると転送速度が低下してしまいます。
これを回避して、高負荷時でも本来の性能を発揮するためには、クーラー(冷却ファン+ヒートシンク)で冷やすといった対策が必要というわけです。
M.2 SSDクーラーの選び方
ここからは、M.2 SSDクーラーの選び方について見ていきます。
PCケース内のクリアランスに合った高さの製品に
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冷却ファン+ヒートシンクで構成されるM.2 SSDクーラーは、その構成パーツのために、ある程度の高さが出てしまいます。製品によってさまざまですが、小型のものだと高さ14㎜程度で、大型のものだと高さ50㎜以上もあるものもあります。
そして、大型のものを設置する場合は当然、PCケース内の空間もそれなりに必要になってきますよね。なので、PCケース内の取り付ける位置と、他のパーツとのクリアランスを考慮したうえで、導入する製品を選びましょう。
ヒートパイプを採用した製品は冷却効率が良い
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上の写真のパイプが「ヒートパイプ」で、中には作動液(揮発性の液体)が入っています。作動液はM.2 SSDを冷却して、同時に温められて気化し、ヒートシンク & 冷却ファンのある方に送られて、そこで冷却されて液化し、再びM.2 SSDのところに戻る、というように循環します。こうすることで、M.2 SSDの熱をヒートシンク全体に伝えて、効率良く冷却できます。
ただし、ヒートパイプがある分、製品が大きくなる傾向があるので、前述のように他のパーツとのクリアランスも含めて検討しましょう。
基本はSSDの両面を冷却する仕様
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M.2 SSDクーラーは基本的に、上側のヒートシンクと下側のベースでM.2 SSDを挟み込む仕様となっています。これによって、M.2 SSDを両面から冷却することができるので、強い冷却効果が得られます。また、両面実装のM.2 SSD(基盤の両面にチップが搭載されたもの)の冷却にも最適と言えるでしょう。
ただし、上下から挟み込んでのネジ止めとなるため、「お手軽に取り付け」というわけにはいかず、少し手間がかかるかもしれません。
ヒートシンクは好みの色でOK(何色でも放熱性能はほぼ同じ)
M.2 SSDクーラーのものに限りませんが、ヒートシンクには通常「アルマイト加工」が施されていて、この加工には白色や黒色などカラーバリエーションがあります。厳密には黒色の方が放熱性能も高くなるのですが、この差が出るのは1,000℃以上の高温となった場合です。M.2 SSDは、高負荷時でも70~80℃くらいなので、ヒートシンクが何色でもほぼ変わりはないと言えます。なので、ヒートシンクは好みの色を選んでOKですね。
アルマイト加工とは、極々簡単に言うと、陽極(+極)で電解処理をして、表面を保護する酸化アルミニウム皮膜を生成する加工のことです。これを施すと表面が艶消しになり、熱(赤外線)の反射率が低下して、その代わりに吸収率が上がります。吸収率=放射率なので、アルマイト加工をした方がヒートシンクの放熱性能は高くなります。
ファンの風量、回転数、ノイズレベルを確認
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M.2 SSDクーラーに搭載されている冷却ファンの性能については、以下の点をチェックしましょう。
そして、ファンは直径と厚みが大きければ、同じCFMでもrpmを抑えることができて、dB(A)が小さくなります。
【小型】M.2 SSDクーラー おすすめ
ここからは、M.2 SSDクーラーのおすすめ製品を紹介していきます。まずは、小型の製品を紹介し、その後に大型の製品、超大型の製品と続きます。
外形寸法では、特に“高さ”がPCケースに組み込む際に重要となるので、これをよく確認しましょう。
Mulanimo ヒートシンク 冷却ファン付き
【高さ11.5㎜、小型高速ファン】アルミと純銅を組み合わせたヒートシンク
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ヒートシンクに、小型の高速ファン(回転数は10,000rpm ±10%)を搭載した製品です。ヒートシンクの素材は、熱伝導率の高いアルミニウム合金と、更に高い純銅の組み合わせとなっていて、特に発熱が大きいチップの部分に純銅が接触するようなレイアウトとなっています。これにより、M.2 SSDからの熱が最大60%削減されます(メーカー)。
GRAUGEAR G-M2HS08-F
【高さ14㎜、20㎜冷却ファン】銅製ヒートパイプをヒートシンクとM.2 SSDで挟み込む構造
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20㎜の冷却ファンを搭載し、1本の銅製ヒートパイプをヒートシンクとM.2 SSDで挟み込む形になる製品です。ヒートパイプはM.2 SSDに直に接触する「ダイレクトタッチ」となっていて、熱交換の効率が良くなっています。また、ヒートシンクは表面積を増やす形に設計されていて、優れた放熱性能を備えています。これらにより、M.2 SSDの温度を50%以上ダウンさせてくれます(メーカー)。
Tsumuku M.2 SSD冷却ファン(98826040)
【小型のターボ冷却ファン】ビルトインのOLEDスクリーンで温度を表示
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小型のターボ冷却ファンを装備した製品で、特徴は何と言ってもOLEDスクリーンがビルトインされていることです。ここでヒートシンクの温度をリアルタイムに表示してくれます。クーラーの冷却効果を数字で具体的に知りたいという欲求を満たしてくれます。
紹介しているのはブラックで、他のカラーバリエーションとしてシルバーもあります。
【大型】M.2 SSDクーラー おすすめ
続きまして、大型のM.2 SSDクーラーのおすすめ製品を紹介していきます。大型のものは冷却効果が高いですが、その分設置のためのスペースが必要になるので、この点を考慮しましょう。
JIUSHARK M2-TWO
【高さ24.5㎜、20㎜冷却ファン】冷却ファンがサイドからヒートシンクを冷やす、トンネル構造で無駄のないエアフロー
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20㎜冷却ファンがヒートシンクのサイドに設置されていて、そのヒートシンクをアルミ板で覆うような構造となっている製品。これによって冷却ファンからのエアフローが無駄なくヒートシンクに当たりますし、さらにヒートシンクを覆うアルミ板でも放熱されるため、かなりの冷却効果が期待できそうです。
Thermalright HR10 2280 pro
【高さ43.8㎜、30㎜冷却ファン】ヒートシンクと放熱フィンをヒートパイプで結合した2階建て構造
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M.2 SSDに取り付ける小型ヒートシンクと、30㎜冷却ファンが搭載された放熱フィンを、5㎜のヒートパイプで連結させた製品です。この2階建て構造により、M.2 SSDから発せられた熱を、小型ヒートシンクとヒートパイプを通じて放熱フィンに送ってファンで冷却することができます。
ただ、ヒートパイプが左右に出っ張っているため、長さが90.3㎜と他の製品より長くなっており、ここが他のパーツと干渉しないかを自然に確認しておいた方が良いですね。
GRAUGEAR G-M2HP04-F
【高さ54㎜、25㎜冷却ファン】「ダイレクトタッチ」のヒートパイプで放熱フィンに熱を移動
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M.2 SSDにされる小型ヒートシンクには、M.2 SSDに直に接触する「ダイレクトタッチ」のヒートパイプ(直径5㎜)が2本あり、それを通じて上部の放熱フィンに熱を移動させて25㎜冷却ファンで冷却する、という仕組みの製品です。これにより、M.2 SSDからの熱が最大60%削減されます(メーカー)。
ただ、上部のヒートシンクはなかなかの大きさがあり、全体の高さは54㎜となっているので、M.2 SSDの隣にグラフィックボードなどがあると設置は厳しいかもしれません。
ORICO M2HS8-FAN
【高さ56㎜、25㎜冷却ファン】直径6㎜の「ダイレクトタッチ」ヒートパイプが2本、放熱フィンの面積を大幅に拡大
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ベース部に埋め込まれた2本の銅製ヒートパイプ(6㎜径)はM.2 SSDに直に接触する「ダイレクトタッチ」で、それを通じて放熱フィンに熱を移動させて冷却ファンでクールダウンさせる製品です(ほとんどCPUクーラーのような構造ですね)。放熱フィンはアルミニウムの面積を大幅に拡大した設計により、放熱性能を向上。15~30℃の冷却効果が見込めます(メーカー)。
そして、高さは56㎜もあるので、PCケース内のスペースをかなり占有しそう。なので、十分なクリアランスがあるかを確認しておく必要があります。
【大型】M.2 SSDクーラー おすすめ
最後に、超大型のM.2 SSDクーラーのおすすめ製品を紹介していきます。ここまでの大きさになると、導入できるのはかなり特殊なPCケースまたはマザーボードを使っている場合になるかもしれませんね。
akasa A-M2HS03-BK
【高さ72.53㎜】強力なエアフローを生むシロッコファンを搭載
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M.2 SSDに接したヒートシンクに、空気を強力に送り出す巨大なシロッコファン(筒状の羽が回転して空気を吸い込み、ダクトから排気する構造)を搭載した製品です(まるでカタツムリのような外観が印象的ですね)。シロッコファンはサイドから吸い込んだエアーをM.2 SSDの方向に吹き出すので、エアフローが効果的に冷却対象に当たることが期待できます。冷却装置のない状態と比較すると、60%程度の冷却効果が見込めるでしょう(メーカーのデータグラフより)。
そして、気になる高さは72.53㎜となっているので、PCケース内のスペースはかなり占有しそうですね。
サイズ JONSBO M2-10
【高さ76㎜】巨大な箱型ヒートシンク、シロッコファンが特殊形状のヒートシンクを冷却
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巨大な箱型ヒートシンクの中にシロッコファン(筒状の羽が回転して空気を吸い込み、ダクトから排気する構造)を搭載した製品です。箱型ヒートシンクだけでもかなりの放熱効果がありそう。さらに、シロッコファンがエアーを送る先のヒートシンクは、ファンの丸みに合わせて整形されていて、効率的に表面積が増やされています。
そして、高さは76㎜とかなりのもので、しかもヒートシンクは箱型なので、他のパーツとの干渉により一層の配慮が必要です。
JIUSHARK M2-THREE
【高さ82㎜、60㎜冷却ファン】大きなファンで放熱フィンを冷却、「ダイレクトタッチ」のヒートパイプを採用
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ステンレス製のベース部とアルミ製の放熱フィンを、銅製のヒートパイプ(ニッケルメッキ処理)で連結し、60㎜のファンで冷却する製品です。このサイズの冷却ファンを搭載するM.2 SSDクーラーは他にありませんね(まるでCPUクーラーかと思ってしまいます)。ヒートパイプはM.2 SSDに直に接触する「ダイレクトタッチ」方式となっているので、熱を効率的に伝えることができます。
そして、高さは82㎜となっていて、さらに奥行きがファンを含むと35.5㎜もあるため、隣のPCIeスロットに拡張カードを設置している場合などには設置は厳しいかもしれません。
おわりに
今回は、M.2 SSDクーラーのおすすめ製品を「小型」、「大型」、「超大型」で分けて紹介しましたが、いかがでしたでしょうか?
一般的なPCケースやパーツ構成では、大きなM.2 SSDクーラーの導入はなかなか難しいかもしれませんが、上記を参考にして是非とも導入し、M.2 SSDの発熱問題を解決してくださいね。