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教えて!FRONTIER第18回

[第18回]高性能CPUの強い味方 水冷式CPUクーラー!!

[2014年8月27日更新]

  CPUクーラーってなに?

現在のCPUは、動作の高速化(〜4.00GHz以上)により、非常に高い熱を発生します。そのため冷却しないと、発生した熱で壊れてしまいます。そこで重要になるのが、CPUを冷却する部品である「CPUクーラー」です。CPUを冷却し、快適に動作する温度を保つようにしなければなりません。

現在の冷却方式で一般的な「空冷式」と「水冷式」について詳しくご紹介いたします。

  空冷式CPUクーラー

空冷式は、広く採用されている冷却方式です。
銅やアルミニウムなどの熱を伝えやすい金属で作られたヒートシンクでCPUから熱を吸い取り、ヒートシンクにファンで風をあてて冷却します。

夏の暑い日に、扇風機で涼んでいるところを思い浮かべていただければわかりやすいのではないでしょうか。

  水冷式CPUクーラー

水冷式は、比較的新しい冷却方式です。
銅やアルミニウムなどの熱を伝えやすい金属で作られた冷却ユニット(冷却ヘッド+ポンプユニット)でCPUから熱を吸い取り、冷却ユニットを液体で冷却し、暖められた液体は放熱用のラジエータで冷却します。

夏の暑い日に、流れるプールに入って涼んでるところを思い浮かべていただければわかりやすいのではないでしょうか。

  冷却能力

冷却能力には、CPUクーラーの形状、冷却FANの回転速度や風量、ポンプユニットの循環能力やラジエータの放熱能力、パソコンの構成、外気温度(室温)など様々な要素が影響します。パソコンを快適に使うためには、パソコンの性能に合わせた冷却ユニットを選択する必要があります。

  冷空式CPUクーラーと水冷式CPUクーラーのCPU内温度を比較計測

空冷式CPUクーラーと水冷式CPUクーラーで実際の温度がどの程度であるか計測しました。
また、グラフィックカードの有無で温度に変化があるのかも計測しました。

・空冷式CPUクーラー「リテールBOX付属品」

空冷式CPUクーラーは多くの種類がありますが、今回の検証では、リテールBOXに付属しているCPUクーラーを選択しました。
第1世代Core i シリーズから採用されている空冷式CPUクーラーであるため、多くの方がご利用のことと思います。

・水冷式CPUクーラー「ZALMAN Reserator3 MAX」

今回選択した水冷式CPUクーラーは「ZALMAN Reserator3 MAX」です。「ナノフロイドクーリングシステム」というナノ流体冷媒を採用し、高性能なウォーターポンプと非常に特徴的な形状のラジエータを持っています。

< 計測環境 >

CPUインテル® Core™ i7-4790(3.60GHz)チップセットインテル®Z97 チップセット搭載 ATX マザーボード
メモリ32GB (8GB×4枚)SSD250GB
電源850W ATX 80PLUS SILVERケースフルタワーケース(背面12cmFAN【排気】搭載)
グラフィックカードGeForce® GTX 760室温27〜28℃

< グラフィックカードなし >

< グラフィックカードあり >

検証結果

Windows が起動した直後の状態では、グラフィックカードの有無で若干の温度差がありますが、この時点での温度差は問題無いといってよいでしょう。

「リテールBOX付属品」の空冷式CPUクーラーの場合、CPU使用率が100%に近い高負荷をかけた状態では、CPUの温度が90℃を超える場合があります。
このまま使い続けると、CPU保護機能が働きクロック速度が低い状態に抑えられてしまうか、CPU保護のために電源が落ちてしまいます。
※ゲーム系のベンチマークソフトでは、画質を最高設定にした状態での計測中でもCPU負荷率が50〜60%で、CPUの温度は70℃前後でした。動画のエンコードでは、CPU負荷率が80〜100%と高い場合があるので、頻繁に動画編集をされる方は注意が必要です。

水冷式CPUクーラー「ZALMAN Reserator3 MAX」の場合、CPU負荷率が100%に近い高負荷をかけた状態でも、CPUの温度は約67〜70℃を維持していました。
さらに、ケースFANと組み合わせると約62〜68℃まで下がります。
冷却FANを複数組み合わせることで、FANの風切り音などが若干大きくなりますが、CPUの負荷率が高い状態で連続使用することが多い方には、安定動作のために冷却FANとケースFANの併用をお勧めいたします。

総評

今回の検証結果から水冷式CPUクーラーは、CPUが高負荷状態でもCPUを十分に冷却できていることが確認できました。
※水冷式CPUクーラーを後から取り付ける場合、ラジエータの設置場所という問題があるため、最初から組み込まれている本体を購入することをお勧めいたします。

CPUなどのパソコン部品は、高速化にともない発熱量が増えています。「熱を制するモノはパソコンを制する」ではありませんが、パソコンの快適な利用には、熱のコントロールが重要な要素となります。

CPUクーラーはパソコンにとって、たいへん重要な部品の一つです。後々のことも考えて、冷却能力に余裕をもったモデルを選ばれることをお勧めいたします。