M.2-SSD-Kühler im Test: Alphacool, Aqua Computer und MSI im Vergleich

tl;dr: Schnelle M.2-SSDs drosseln bei lange anhaltender Last. Nachrüstkühler für die kleinen Steckkarten wollen Abhilfe schaffen. Der Vergleich verschiedener Modelle von Alphacool, Aqua Computer und MSI zeigt: Linderung schaffen alle, aber nicht jeder Kühler kann im Test das temperaturbedingte Drosseln vollständig verhindern.

Jetzt werden auch SSDs gekühlt

Mehrere Jahre lang war der SATA-Standard ein Flaschenhals für die Leistung von SSDs. Mit der Einführung des schnellen PCIe-basierten M.2-Formfaktors hat sich dies geändert: Die leistungsfähigen Massenspeicher erreichen Transferraten von 2.000 MB/s und mehr. Das sorgt aber auch für eine hohe Wärmeentwicklung der Chips auf den M.2-Steckkarten.

Als Resultat beginnen die SSDs ihre Leistung zu senken, um einer Überhitzung vorzubeugen. Besonders auffällig ist dies im Test der Patriot Hellfire zu erkennen, die schon nach weniger als 60 Sekunden unter maximaler Last die Datenübertragungsraten senkt. Der Vergleich verschiedener Bedingungen bei der Samsung 950 Pro hat allerdings gezeigt, dass die Temperaturentwicklung von M.2-SSDs stark von Faktoren wie der Gehäusebelüftung oder dem Einsatz von Grafikkarten abhängt.

Ein allgemeiner Vergleich der aktuellen Leistungsfähigkeit aktueller SSDs findet sich ebenfalls auf ComputerBase.

Es gibt verschiedene Lösungsansätze

Samsung stattet die neuesten M.2-SSDs mit Aufklebern mit Kupferkern aus. Damit soll sich die Hitze vom heißesten Bauteil (dem Controller) auf eine größere Fläche verteilen, wodurch die Drosselung verzögert wird. Als erster Mainboard-Hersteller hatte MSI mit dem M.2 Shield einen Aufsatz für M.2-SSDs im Angebot, der mittels Wärmeleitpad die Abwärme ebenfalls auf eine größere Fläche verteilen soll. Tests dieses Kühlers sind allerdings nicht immer positiv ausgefallen, sodass das M.2 Shield umstritten ist. MSI betont, dass nicht alle Tests so durchgeführt wurden, dass die Ergebnisse tatsächlich verwertbar seien – und ist vom M.2 Shield überzeugt.

Ist Kühlung wirklich notwendig?

Kühlerhersteller haben den Markt ebenfalls für sich entdeckt und bieten Nachrüstkühler für die kleinen SSD-Steckkarten an. Auch wenn diese Kühler mit Preisen von teilweise nur 10 bis 15 Euro in Relation zu den Kaufpreisen einer schnellen M.2-SSD nicht allzu teuer sind, stellt sich doch die Frage, ob eine Kühlung tatsächlich notwendig ist. Denn: Um eine temperaturbedingte Drosselung hervorzurufen, sind meist synthetische Dauerlasten notwendig, die im Normalfall nicht auftreten.

Die Samsung 960 Pro kann beispielsweise über zwei Minuten mit einer Datenrate von etwa 2.000 MB/s schreiben, bevor es zur Drosselung kommt. Das entspricht mehr als 240 GB geschriebener Daten am Stück: Datenvolumina, die im Alltag eher selten anzutreffen sind. Unter widrigen Bedingungen und im Hochsommer kann diese Senkung natürlich früher eintreten – ein wirksamer kleiner Kühler schadet also in keinem Fall. Vorausgesetzt, dass der Kühler tatsächlich wirksam ist.

Die verschiedenen Kühlkörper

Um die Wirksamkeit von SSD-Kühlern zu überprüfen, testet ComputerBase nicht nur das teilweise kritisierte MSI M.2 Shield, sondern auch Nachrüstkühler von Alphacool und Aqua Computer in einem anspruchsvollen Szenario auf zwei verschiedenen SSDs. Neben der Samsung 950 Pro (Test) darf sich auch die heiße Patriot Hellfire (Test) dem Testparcours stellen.

Alphacool HDX M.2

Der HDX M.2 von Alphacool ist ein Nachrüstkühler, der sowohl Vorder- als auch Rückseite einer M.2-SSD bedeckt. Neben den beiden Aluminium-Passivkühlern befinden sich acht Halteklammern, zwei Wärmeleitpads mit 0,5 mm Stärke sowie ein Wärmeleitpad mit 1 mm Stärke im Lieferumfang.

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Die Montage des Kühlers gestaltet sich simpel: Die Wärmeleitpads werden auf die SSD gelegt, darüber die Aluminium-Bleche, und anschließend wird das Gesamtpaket mit vier Halteklammern fixiert. Dabei berücksichtigt Alphacool sowohl einseitig als auch beidseitig bestückte SSDs. Bei einseitig mit Speichermodulen belegten M.2-Steckkarten wie der Samsung 950 Pro wird die freie Seite mit dem dickeren Wärmeleitpad versehen, damit die Halteklammern trotz des dünneren „Sandwichs“ passen. Die beidseitig mit Speichermodulen ausgestattete Patriot Hellfire erhält hingegen auf beiden Seiten ein dünnes Wärmeleitpad. Der Alphacool HDX M.2 kann also universal auf allen 80 Millimeter langen M.2-SSDs eingesetzt werden.

Sofern die Halteklammern nicht optimal auf den Stapel passen sollten, lassen sie sich einfach mit einer kleinen Zange so biegen, dass sie die beiden Aluminium-Kühler auf der SSD sicher und fest halten. Da die Halteklammern Kratzer in den Aluminium-Platten hinterlassen können, empfiehlt Alphacool, die Klammern nicht aufzuschieben, sondern an der richtigen Stelle direkt aufzusetzen.

Aqua Computer kryoM.2 evo

Ebenso wie die ursprüngliche kryoM.2 ist auch die kryoM.2 evo von Aqua Computer eine Adapterkarte, die ein 80 Millimeter langes M.2-Speichermodul aufnehmen kann und an einen freien Erweiterungs-Slot mit PCIe 3.0 x4 anbindet. Damit läuft dieser Kühler etwas abseits der Konkurrenz – denn allein aufgrund der (im Vergleich zur kleinen M.2-SSD) riesigen Ausmaße ist von ihm ein wesentlich höheres Kühlvermögen zu erwarten. Dadurch geht auch der kompakte Formfaktor von M.2-SSDs verloren, was in einem Desktop-PC mit genug freien PCIe-Slots allerdings kein Problem darstellt.

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Die kryoM.2 evo kühlt nicht nur die Vorderseite einer 80 Millimeter langen M.2-SSD, sondern auch die Rückseite. Diese erhält ebenfalls einen kleinen passiven Kühlkörper mit Kühlrippen. An den Rändern der Erweiterungsplatine sind LEDs aufgelötet, welche die Karte in Orange beleuchten. Mit einem kleinen Regler kann zwischen „aus“, „permanent an“ und einer an die SSD-Aktivität gekoppelten Beleuchtung gewählt werden. Die Position des Schalters ist allerdings ungünstig gewählt: Er ist dem Mainboard zugewandt, so dass die gewünschte Position schon vor dem Einbau eingestellt werden sollte.

Die Montage einer SSD in der kryoM.2 evo ist einfach gehalten: Wärmeleitpads auflegen, Steckkarte einlegen sowie verschrauben und schließlich noch den Passivkühler mit der Platine verschrauben. Problematisch ist allerdings die beidseitig mit Komponenten bestückte Patriot Hellfire: Sie kann nicht in Kombination mit dem Rückseiten-Kühler genutzt werden, da der Abstand zwischen Rückseiten-Kühler und Steckkarte nicht für beidseitig mit Speichermodulen versehene SSDs ausreicht.

Während die Samsung 950 Pro also mit voller Kühlung von der kryoM.2 versorgt wird, muss die Patriot Hellfire „nur“ mit dem großen Passivkühler auf der Vorderseite auskommen – der Rückseiten-Kühler wird für diese SSD entfernt. Beim Ausbau der SSD aus dem Kühler sollte der Nutzer Vorsicht walten lassen: Die Wärmeleitpads von Aqua Computer sind klebrig und lassen sich nur mit Mühe von der SSD abziehen. Am besten funktioniert ein (sanftes!) seitliches Abdrehen, um ein Verbiegen der Platine zu vermeiden.

Aqua Computer kryoM.2 micro

Die kryoM.2 micro von Aqua Computer basiert auf dem gleichen Prinzip wie der Alphacool HDX M.2: Ein Aluminium-Blech wird auf die mit Wärmeleitpad versehene M.2-SSD gelegt und über Halteklammern fixiert. Da die Haltebügel in diesem Fall um die Unterseite der Steckkarte greifen, wird zur Isolation ein Klebestreifen mitgeliefert, welcher vor der Montage auf der Unterseite der SSD angebracht wird.

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Damit zeigt sich eine Einschränkung der kryoM.2 micro: Dieser Kühler passt aufgrund der Halteklammern nur auf einseitig bestückte M.2-SSDs. Die Patriot Hellfire mit ihren auf beiden Seiten verteilten Speicherchips bleibt außen vor – die Montage kann für den Test nur auf der Samsung 950 Pro erfolgen. Das schränkt die Kompatibilität im Vergleich zum Alphacool HDX ein, doch dafür stattet Aqua Computer die kryoM.2 micro mit Kühlrippen aus: Die Höhe des Kühlers nimmt ebenso wie die an der Kühlung beteiligte Oberfläche zu. Der HDX M.2 trägt (inklusive Halteklammern) etwa 3 Millimeter zur Höhe bei, die kryoM.2 micro einen halben Zentimeter.

Wie bei der kryoM.2 evo ist auch das Wärmeleitpad der kryoM.2 micro klebrig und löst sich beim Entfernen des Kühlers nur unfreiwillig von der SSD. Der über die Halteklammern ausgeübte Anpressdruck ist so hoch, dass das Wärmeleitpad stellenweise seitlich unter dem Kühler herausgedrückt wird. Die Montage ist durch den engen Sitz der Metallbügel schwieriger als die des Alphacool HDX M.2.

MSI M.2 Shield

Das MSI M.2 Shield ist nicht im Einzelhandel erhältlich, sondern Bestandteil bestimmter MSI-Mainboards. Bei diesem SSD-Kühler handelt es sich um ein sehr dünnes Metallblech, das auf zwei Plastiknasen im M.2-Anschluss geschoben wird. Die Arretierung erfolgt zusammen mit der M.2-SSD über die Schraube an der gegenüberliegenden Seite.

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Als einziger M.2-Kühler im Test kann das M.2 Shield auch mit kürzeren Formaten als den 80 Millimeter langen 2280-Modulen zusammenarbeiten: Für die Größen 2242 und 2260 mit 42 respektive 60 Millimetern Länge sind passende Bohrlöcher vorhanden. Ein Blick in den Preisvergleich zeigt jedoch, dass fast alle PCIe-M.2-SSDs 80 Millimeter lang sind. Vom M.2 Shield wird nur die Oberseite einer SSD bedeckt, die jedoch bei beiden Testprobanden den Controller und damit das heißeste Bauteil beherbergt.