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ウワサその08 グリス編

検証人：橋本新義

シリコングリスは多くても少なくても冷却効率に影響があるので、最近のCPUでは必須と言ってよい。しかし、最近のCPUクーラーは取り付け圧力が強いものが多いので、塗り方はあまり問題にはならないかも？

シリコングリスの塗り方や量で
冷却効率は変わるのか？

理想の塗り方とは？

　わりとアバウトになりがちなシリコングリスの塗り方だが、これにはやっぱり「適量がよい」という理論があるのだ。そこでまず先に、適量がよいという理由と、シリコングリスの基本的な役割について紹介しておこう。

　まずはシリコングリスの基本的な役割から。これは、CPUとCPUクーラーとの間にある、ミクロ単位の隙間（＝空気の層）を埋め、CPUの発熱をCPUクーラーに可能な限り効率よく伝えることだ。

　では、なぜ空気の層を埋めなくてはダメなのか？　これを説明するにはまず、熱の伝わる効率を示す「熱伝導率」について説明する必要がある。

　熱伝導率の単位は「W/mK」となっているが、これは面積1m2×厚さ1mに加工した素材に対して、一つの面と対向する面の間に1℃の表面温度差を作り続けた状態で、1秒間あたりに素材を通過する熱量を示す。数値が大きければ熱が伝わりやすい。

　代表的な素材の数値を見ると、ヒートシンクを構成するものでは、銅が「403」、アルミは「236」だ。対してグリスは高性能なもので「9」、安価なもので「0.62」あたり。そして空気は、何と「0.0241」と、ダントツで悪い。つまり空気は、金属やグリスに比べるとほとんど熱を伝えないため、シリコングリスで埋めないとCPUクーラーに十分な熱が伝わらず、CPUの発熱が逃がせないのだ。

　もう一つ重要なポイントは、「熱伝導率に厚さが関係する」ということ。たとえば10W/mKの熱伝導率が必要な場合、熱伝導率が「10」の素材を1mの厚さで使うのが一般的だが、もし厚さが0.1mでよければ、「1」の素材でも間に合ってしまう。つまり、一定面積に塗ったシリコングリスの熱伝導率を上げるには、“薄ければ薄いほどよい”。「CPUとクーラーが接する範囲に対して、可能な限り均一に薄く塗る」――これが理論上のシリコングリスの適量なのである。

　しかし、可能な限り薄く塗るのがよいと言っても理論上の話。そしてPCの世界には、理論と実際が連動しない例が山ほどある。では実際にはどうだろうか？というのが今回の検証だ。

検証1：グリスの塗り方でどれくらい違うのか？

　1回目の検証は、グリスの塗り方での冷却効率の差を見た。

　最初は、一般的に適量とされるグリスをCPUの中央に盛り（検証2を参照のこと）、そのままCPUクーラーを装着して広げた“盛ってつぶす”パターン。次に一般的な、グリスをヘラを使ってあらかじめ塗り広げたパターンだ。ただし、Pentium D/XE/4などのリテ－ルCPUクーラーの場合、クーラー側の接地面も丸型であるため、角まで塗り広げる必要性はあまりない。

検証2：グリスの量で差は出るのか？

　2回目の検証では、グリスの量を調整して冷却効率の差を検証した。パターンとしては、CPUクーラーとの接地面全体をカバーするのが難しい少量（適量の半分以下）、次に適量の3倍程度の多量、そして適量という三つに加え、グリスをまったく塗らない状態でも試している。なお、少量をムリに塗り広げると気泡が入ってしまう事故が考えられるため、今回はすべて“盛ってつぶす”パターンでの測定を行なっている。

少量
量はほんのわずか。つぶして広げるだけでは接地面全体をカバーできない

適量
多くも少なくもない適量。実際には塗り広げたほうが必要量も分かりやすいだろう

多量
せっかくだからと多めに塗りたくなるのも確か。適量の約3倍を盛ってみた

検証結果

　実際の検証パターンに関しては比較的簡単なため、各検証内容の項を見てほしい。また、測定機材も右下のとおりである。そして温度測定は、ASUS PC Proveを使用した。「アイドル時」はWindows XP起動2分後の測定で、「高負荷時」はTMPGEnc 3.0 XPressを使って、DV コーデックのAVIファイルからWMVファイルへのトランスコードを3分間行なった時点での測定となる。

　今回注意したいのは、取り付け圧力が比較的強いLGA775のリテールクーラーを使った点。グリスを盛ってCPUクーラーの圧力で押しつぶす場合、取り付け圧力が大きな要素となるからだ。また、グリスの粘度（固さ）も大きな要素になるが、今回は軟らかいグリスを使っている。この2点は、“盛ってつぶすだけ”のパターンにとって有利になっている。

　さて、実験結果だが、検証1に関しては、今回の実験ではほとんど差が認められなかった。前述したように、使用した機材では“盛ってつぶす”パターンが有利であったが、少なくともLGA775 CPUとリテールクーラーでは、塗り方による大きな差はないと考えてよいだろう。

　検証2に関しては、ある意味で教科書どおりの結果と言ってもよい。少量時は測定結果上論外としても、あまりにも大量に盛った場合も効率はちょっと落ちるという結果だ。実は筆者も実験前は「クーラーの取り付け圧力で押し出せるので、適量と変わらないのでは？」と思っていたので、正直驚いた。

【テスト環境】
シリコングリス：バリューウェーブ SG04
CPUクーラー：CPU付属リテールクーラー
CPU：Pentium 4 Extreme Edition 3.46GHz（FSB 1,066MHz）
メモリ：PC2-4200 DDR2 SDRAM 512MB×2（CL＝4）
マザーボード：ASUSTeK P5LD2 Deluxe（Intel 945P）
HDD：Maxtor 7B250S0（Serial ATA、7,200rpm、250GB）
ビデオカード：MSI RX600 PRO-TD128（ATI RADEON X600 Pro搭載128MB）
OS：Windows XP Professional SP2（DirectX 9.0c）

まとめ

　今回の検証での結論からすると、グリスで重要なのは適量を守ること。逆に塗るかつぶすかはあまり問題にならないと言えそうだ。

　ただし実際には、クーラーの接触部分全面にグリスを塗り広げるのをお勧めしたい。“盛ってつぶす”パターンの場合は、慣れるまで適量の判断が難しいからだ。

　ただし、薄く塗るのを意識し過ぎて、気泡が入ってしまうのは本末転倒。普段から筆者も、少々厚くてもしっかりと塗ることを心掛けている。

結論：グリスは多過ぎず少な過ぎず！