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静音×冷却×省電力、超バランスPCの最適解
基本の基本 まずはCPUを静音化
TEXT:鈴木雅暢
低電圧&ダウンクロックでお手軽静音化
BIOSやソフトの操作のみで追加コストゼロの静音化
 静音化しやすい、消費電力の低いCPUはどんなものかについて見てきたが、すでに持っているCPUを静音化したい場合にはどうしたらよいのだろうか。もっとも手軽でコストもかからない方法が「ダウンクロック」および「低電圧駆動」だ。CPUを定格クロック以上で動作させる「オーバークロック」の逆である。

 CPUの消費電力は、動作クロックに比例し、また駆動電圧の2乗にも比例する。Intel CPUのEIST、AMD CPUのCool'n'Quiet(2.0)といった省電力技術もこの原理を利用しており、CPU負荷に応じて動作クロックを下げるとともに、駆動電圧も下げることで、低負荷時の消費電力を低くしている。AMDの省電力モデルなども基本的には低電圧駆動することで消費電力を抑えている。それと同じように、動作クロックや駆動電圧を下げてやれば、負荷時でも消費電力や発熱が小さくてすむわけだ。Intel CPUのリテールパッケージに付属する純正クーラーは、アイドル時はそこそこ静かだが、CPU温度が一定の基準を超えるとファンの回転数が上昇するため、負荷が高まると結構耳に付くようになる。負荷時の発熱を小さくできれば、ファンの回転数上昇を抑えることができる。

 ダウンクロックはオーバークロックができる製品であればだいたいできる。CPUの動作クロックは、PLL ICから供給されているベースクロック(FSBクロック)をCPU内部で何倍かにして作り出している。つまり「CPUクロック=ベースクロック×倍率」だ。ダウンクロックするには、BIOSの設定メニューでこの倍率を下げてやればよい。通常、倍率を定格以上に上げることはできないが、下げることはできる製品がほとんどである。AMD CPUとAMDチップセットの組み合わせであれば、AMD純正のユーティリティ「AMD OverDrive」を使うことで、Phenom X4のコア単位で細かい調整を行なうことができる。

 定格外での使用ということではオーバークロックと同様の行為と解釈できるためメーカー保証が受けられなくなるが、ダウンクロックはオーバークロックほどのリスクはない。低電圧駆動に関してもダウンクロックとの併用であればある程度までは安全に下げることができる。
AMD OverDriveでコアごとのクロックを変更
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AMD純正ツールでCPU、マザーボードの各種ステータスを一覧できるほか、Phenomシリーズのコア一つ一つについて動作倍率の変更、各種VIDの変更などが可能。結果は左下のとおり。高負荷時の消費電力を2Wだけだが抑えることができた。普段あまり使わないコアのクロックを下げれば体感速度もさほど変わらない
image
【検証環境】
CPU:AMD Phenom X4 9350e(2GHz)
マザーボード:MSI K9A2 Platinum(AMD 790FX+SB600
メモリ:Corsair Memory DOMINATOR CM2X1024-8500C5D(PC2-8500 DDR2 SDRAM、CL=5、1GB×2)
ビデオカード:ATI Radeon HD 3850リファレンスカード
HDD:Western Digital WD Caviar Blue WD3200AAKS (Serial ATA 2.5、7,200rpm、320GB)
OS:Windows Vista Ultimate SP1
image各コアのCPU倍率はスライダで調整するだけの簡単操作。いつも使う1コアはフルスピード(10倍)で使いつつ、ほかの3コアの倍率を5倍まで下げてみた
BIOSでクロック・電圧を変更
imageBIOSセットアップでCPUの動作倍率を下げる。コアごとの設定まではできないが、単純な変更ならEISTやCool'n'Quietに対応したCPUであればほとんどのマザーボードで可能
image電圧(VID)に関しても多くの製品でかなり細かく調整できるようになっている。CPU-Zなどで表示されるEISTやCool'n'Quiet有効時の電圧を参考にしつつ、少しずつ調整していこう
最新CPUクーラーで冷却&静音化
CPU静音化の王道 CPUクーラーの交換
 CPU静音化の特効薬と言えるのが、CPUクーラーの交換だ。最近はリテールパッケージに付属している純正クーラーも静音を意識したものとなっており、アイドル時はとくに静かだ。しかし、冷却能力自体は低く、CPU温度が上昇するとファンの回転速度も上昇していく。CPUメーカーの設計ガイドラインではCPUクーラー周辺の温度は40℃以下に保つように推奨されているが、45nm世代のCPUは、消費電力が減るとともにTcase(CPU表面の許容温度)も上がっている。その分、CPUクーラーのコスト(放熱能力)も削られており、夏を迎えた今、高温になりやすい環境ではファンの騒音が目立ってくることもあるだろう。

 Core 2シリーズが登場する前のPentium 4/D時代は、CPUのTDPが130W前後というのもめずらしくなかった。その期間にCPUクーラーは大きく進化し、今では静音ながら放熱性能が高いCPUクーラーがリーズナブルな価格帯から入手できるようになっている。冷却能力強化、静音化に加えて、ビジュアル面で楽しめる点も市販CPUクーラーを導入するメリットとして挙げられる。
マザーボードへの取り付け方法
image   image
独自方式
 
プッシュピン式
メーカー指定の方法を使って、マザー裏側などから安定して固定できる   Intel純正クーラーと同じ方式なので簡単に着脱することができる
独自方式の多くはマザーボードの裏側からバックプレートなどを使ってクーラーを取り付けるため、しっかり安定して固定できる。半面、着脱の際にマザーボードをケースから取り外す手間がかかる。バックプレート自体の取り付けがめんどうな製品もある。   マザーボード表面からの操作ですむためケースに装着したままでも着脱できるが、大きなフィンが付いている製品だとフィンがジャマでプッシュピンを操作しにくい場合もある。また、着脱の失敗を繰り返すなどするとプッシュピンが壊れやすい。
静音性にフォーカスしたクーラー選びのポイント
 最近のCPUクーラーがいくら高い冷却性能と静音性を両立していると言っても、両者はどうしてもトレードオフの関係にある。システムの安定稼働に必要な放熱能力を持っていることを前提にしながらも、できるだけ静音性の高いCPUクーラーを選びたい。

 静音優先の場合は、できるだけファンを回さないことがポイントになる。そのためには放熱性能を稼げる大型のヒートシンク/フィンを搭載し、そして低速でも風量が稼げる大口径ファンを搭載するのが自然な流れだろう。もちろん、最近のCPUクーラーのほとんどに採用されているヒートパイプも有効だ。

 ヒートパイプは銅パイプに作動液を封入したもので、作動液の凝縮⇔気化の循環を利用することで、少ない温度差でも高速な熱輸送ができるメリットを持つ。かつては高級な部品というイメージがあったが、急激に需要が増加したことから製造コストも下がっているのか、リーズナブルな価格の製品でも採用されるようになった。長いパイプをU字形などに折り曲げて中央部をCPU接触部に埋め込み、1本のパイプで2本分の効果があるように利用するのが一般的だ。ヒートパイプは一般的に、ファンのある冷却部分が上にあるほうが液体⇔気体の循環がスムーズなため、効率が高くなる。
最新CPUクーラーのトレンド
imageヒートパイプ直結式
少ない温度差でも効率的な熱輸送ができるヒートパイプの利用が主流。最近はCPUにヒートパイプを直接接触させる方式を採用する製品も徐々に増えてきた
imageもはや主流の大型ファン
トップフロー/サイドフローにかかわらずファンの口径は大型化する傾向にある。12cm角の大型ファンを搭載するモデルが主流になってきた
imageヒートシンクも拡大傾向
12cm角ファン×2や14cmなどの大型ファンを搭載可能な巨大ヒートシンクを備えた製品も登場し、人気を集めている(写真は14cmファンを搭載したThermaltakeのBig Typ 14 Pro)
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