05 / SSD FORM FACTORS

외형의 제약에서
냉각 설계를 시작합니다.

EDSFF 치수와 초기 슬롯 전력을 읽고 외곽 면적·평균 열유속을 비교합니다.

폼팩터가 냉각 설계를 미리 정한다

SSD의 폼팩터는 외형 치수만 정하는 이름이 아닙니다. 두께, 방열판·외함을 담을 공간, 슬롯 간격과 전력 조건이 함께 냉각 설계를 제약합니다. 같은 전력에서도 외형과 공기 흐름을 함께 살펴봐야 합니다.

선수 챕터는 01 Thermal Fundamentals와 02 SSD Architecture입니다. 이번에는 공개 EDSFF 규격을 읽고 외곽 면적과 평균 열유속을 비교합니다. 폼팩터 이름만으로 온도를 판단하지 않습니다.

물리 개념

E1.S와 E1.L은 데이터센터의 1U 배치를 고려하는 EDSFF 폼팩터입니다. 슬롯에 나란히 놓인 장치 사이로 시스템 공기가 흐르는 방향을 생각하면 길이·두께와 슬롯 간격을 함께 검토할 수 있습니다. 실제 유동은 호스트 배치에 따라 달라집니다. 클라이언트 M.2는 보드에 장착되는 배치 개념이 다르며, U.2도 별도 폼팩터 이름입니다. 여기서는 M.2·U.2의 규격 수치를 제시하지 않습니다.

아래 치수와 전력은 SNIA SFF 공개 규격 목록의 SFF-TA-1006 Rev 2.0(PUBLISHED, 2025-12-19)과 SFF-TA-1007 Rev 1.3(PUBLISHED, 2025-09-02)을 기준으로 합니다. 원문 도면을 복제하지 않고 명세에서 확인한 항목을 독립적으로 정리했습니다.

두께는 PCB·부품 높이·기구를 포함한 최대 외형입니다. E1.S 15·25 mm 외함과 E1.L 18 mm는 핀이 있어 실제 방열 면적이 외곽 겉면적보다 큽니다. 두 계열의 커넥터 한계는 6.6 A × 12 V = 79.2 W입니다(E1.S §7.3, E1.L 같은 커넥터). 지속 전력은 호스트와 환경이 추가로 제한합니다.

핵심 방정식

장치를 폭 $W$, 길이 $L$, 두께 $T$의 직육면체로 근사합니다. 커넥터 쪽 면을 포함한 여섯 면 전체를 셉니다. 직육면체의 기하학적 겉면적과 평균 열유속 정의를 적용한 단순 비교 지표입니다. 치수의 근거는 위 SFF 규격의 외형 표입니다.

$1\ \mathrm{mm}=10^{-3}\ \mathrm{m}$, $1\ \mathrm{mm^2}=10^{-6}\ \mathrm{m^2}$, $1\ \mathrm{cm^2}=10^{-4}\ \mathrm{m^2}$입니다. 전력은 0 이상 유한값이어야 합니다. 0 W에서 입력 열유속은 0입니다. 계산 중 반올림하지 않고 표시할 때만 반올림합니다.

실제 공기 접촉 면적, 핀 면적, 커넥터·접촉면 열 경로는 이 근사에 포함하지 않습니다. 열전달계수와 경계 조건을 넣지 않으므로 온도를 계산하지 않습니다. 대류는 08 챕터에서 다룹니다.

공학적 해석

E1.S에서 두께가 커지면 방열판·외함·핀을 수용할 공간이 늘어납니다. 규격의 초기 슬롯 전력도 5.9·8.01 mm의 12 W에서 9.5·15·25 mm의 25 W로 바뀝니다. 이것은 외곽 면적 식만으로 전력 한도가 결정된다는 뜻이 아닙니다.

커넥터 한계 79.2 W는 전기적 상한이며 냉각 가능 전력이 아닙니다. 초기 슬롯 전력, 협상 이후의 전력, 실제 환경에서 가능한 지속 전력을 구분하세요. 초기 슬롯 전력을 넘으면 규격상 호스트 협상이 필요하며 냉각 합격·불합격으로 판정하지 않습니다.

같은 전력에서는 외곽 면적이 큰 변형의 외곽 평균 열유속이 작습니다. 핀 면적·공기 흐름·접촉 열 경로는 서로 다를 수 있으므로 이 순위를 온도 순위로 일반화하지 않습니다.

시뮬레이터

7개 변형 중 A를 선택하고 장치 전력을 바꿔 보세요. 조건 B를 추가하면 같은 전력에서 두 변형의 치수·외곽 면적·열유속을 나란히 비교합니다. 모든 변형의 막대 차트와 데이터 표도 제공합니다. 초기 슬롯 전력에서의 열유속은 현재 입력 전력의 열유속과 별도로 표시합니다. URL 공유는 제공하지 않습니다.

계산 예제

공개 규격의 외형을 단순 직육면체로 근사한 비교입니다. 실제 제품의 온도나 측정값이 아닙니다.

E1.S 5.9 mm · 12 W

$LW=111.49\times31.5=3511.935$ mm², $LT=111.49\times5.9=657.791$ mm², $WT=31.5\times5.9=185.85$ mm²입니다. 합계 4355.576 mm²의 두 배는 8711.152 mm² = 87.11152 cm² = 0.008711152 m²입니다.

$q''_{env}=12/0.008711152\approx1377.54\ \mathrm{W/m^2}$

E1.S 25 mm · 25 W

$LW=3511.935$ mm², $LT=111.49\times25=2787.25$ mm², $WT=31.5\times25=787.5$ mm²입니다. 합계 7086.685 mm²의 두 배는 14173.37 mm²입니다. 25 W에서 외곽 평균 열유속은 1763.87 W/m²입니다. 핀 면적은 포함하지 않습니다.

E1.L 18 mm · 25 W

$LW=318.75\times38.4=12240$ mm², $LT=318.75\times18=5737.5$ mm², $WT=38.4\times18=691.2$ mm²입니다. 합계 18668.7 mm²의 두 배는 37337.4 mm²입니다. 25 W에서 외곽 평균 열유속은 669.57 W/m²입니다. 핀 면적은 포함하지 않습니다.

같은 25 W에서 E1.L 18 mm의 외곽 평균 열유속은 E1.S 25 mm의 약 0.38배입니다. 핀 면적과 유동 조건이 다르므로 온도 비교로 일반화하지 않습니다.

설계 고려사항

• 시스템 공기 흐름 방향과 슬롯 간격을 먼저 확인하고 두께를 선택합니다. 두꺼운 외함과 핀을 수용할 공간이 있어도 공기 흐름 조건은 별도로 검토합니다.
• 초기 슬롯 전력과 커넥터 전기적 상한을 구분하고 호스트·환경의 지속 전력 제한을 확인합니다.
• 외곽 겉면적 외에 실제 공기 접촉 면적, 핀 면적과 접촉 열 경로를 별도로 평가합니다.
• 열 특성 시험을 다루는 별도 규격 SFF-TA-1023이 있습니다. 여기서는 존재만 소개하며 시험 절차나 수치는 다루지 않습니다.

흔한 실수

79.2 W를 모든 환경에서 냉각 가능한 전력으로 읽지 마세요. 외곽 겉면적을 실제 방열 면적으로 사용하거나, 폼팩터 이름만으로 장치 온도를 일반화하지 않습니다. 두께는 PCB 두께가 아니라 부품과 기구를 포함한 최대 외형입니다.

체크리스트

• 규격 개정판과 치수·전력 표를 확인했나요?
• 최대 외형 두께와 슬롯 간격·공기 흐름을 함께 살펴봤나요?
• 초기 슬롯 전력과 커넥터 한계·지속 전력을 구분했나요?
• 여섯 면의 외곽 면적과 실제 공기 접촉·핀 면적을 구분했나요?
• 열유속 비교가 온도 비교가 아님을 확인했나요?

퀴즈

참고문헌

• SNIA SFF-TA-1006 Rev 2.0, Enterprise and Datacenter 1U Short Device Form Factor (E1.S), 2025-12-19: 직접 PDF: https://members.snia.org/document/dl/26956 · Table 5-1, 5-2, 5-3, 5-4, Table 7-1, §7.3. 판본 변경 가능: 목록에서 개정판을 확인합니다. 2026-10-04 확인.

• SNIA SFF-TA-1007 Rev 1.3, Enterprise and Datacenter 1U Long Device Form Factor (E1.L), 2025-09-02: 직접 PDF: https://members.snia.org/document/dl/26644 · Table 5-1, 전력 표. 판본 변경 가능: 목록에서 개정판을 확인합니다. 2026-10-04 확인.

이용 조건은 공개 검토용 무료 배포, 수치 인용·도면 복제 금지입니다. 명세에서 확인한 공개 치수를 교육용 외곽 비교 입력으로 사용하며 원문 도면은 복제하지 않았습니다. 참고문헌의 직접 PDF 링크는 버전이 바뀔 수 있어 규격 목록을 대표 링크로 사용합니다.