【2024年】ゲーミングPCに最適なCPUクーラーを選ぶポイント

ゲーミングPCの紹介

ゲーミングはパーソナルコンピュータの初期からの主要なアプリケーションの一つであり、その人気はますます高まっています。最近の調査によれば、ゲーミングPCの割合は約30%から50%に達しており、その大半が主にゲーム用途で利用されています。ゲーミングはIBMのPCが登場する以前から存在しており、コンソールゲームは当時から非常に人気がありました。最初のゲームである「Spacewar!」などは、デジタル機器のPDP-1やPDP-11といった大型コンピュータでプレイされていました。

ゲーミングPCの発展

初期のコンピュータゲームは主にテキストベースで、初期のPCではコンピュータグラフィックスを実現するのが難しかったためです。しかし、Apple //やAtariなどのより優れたグラフィック性能と高解像度を持つPCが登場すると、ゲームはこれらの向上した機能を活用して開発されました。IBM PCの登場により、グラフィックカードを追加できるようになり、さらなる性能向上が実現しました。コンピュータゲームの人気が高まるにつれ、より高速なCPUやGPUの需要も増加しました。これらのコンポーネントが進化するにつれて、発生する熱も増えました。

ゲーミングPCの冷却に関する課題

コンピュータにおいて、熱は重要な課題です。CPU（およびGPU）は、温度が上昇すると動作速度を低下させるように設計されており、これをスロットリングと呼びます。これは過熱による損傷を防ぐための機能ですが、通常のアプリケーションでは問題になりません。しかし、コンピュータがディスプレイ上の動きをリアルタイムで処理する必要がある場合、問題が発生します。多くのゲーミングPCでは、金属製のヒートシンクと1つ以上のファンを組み合わせた冷却設計が採用されています。この構造は、CPUからヒートシンクに熱を移動させ、複数のファンがその熱をケース内に放散します。また、ケース内には温度を適正に保つための追加のファンも装備されています。

CPUクーラーを選ぶポイント

1.冷却ファン

長年にわたり、CPUの熱を処理するさまざまな方法が登場してきました。その中で最も一般的なのが、ヒートシンクとファンの組み合わせです。この方法は現在でも広く使用されています。ゲーミングがますます普及するにつれ、CPUはより高速かつ強力になる必要があり、それに伴い熱の蓄積も大きな問題となってきました。ゲームはますます精細になり、ゲーム内での動きも増加しており、しばしばCPUのオーバークロックが必要となり、CPUやその周辺の冷却機構にかかる熱の負担が増しています。

2.ペルチェ冷却

ペルチェ冷却装置の仕組み

CPUの冷却方法の一つとして、ペルチェ冷却（熱電冷却とも呼ばれる）が導入されました。ペルチェ素子は、異なる二種類の金属で構成されています。この素子に直流電流を流すと、一方の面が発熱し、もう一方の面が冷却されます。冷却面がCPUに熱的に結合され、CPUを冷やします。一方、発熱面にはヒートシンクとファンが取り付けられ、発生した熱を放散します。

ペルチェ冷却装置（熱電冷却装置）は、CPUの冷却に非常に効果的です。特にゲーミングなど、CPUを頻繁にオーバークロックする必要がある用途では重要です。CPUがオーバークロックされ、熱が蓄積すると、CPUの速度が低下します。これはサーマルスロットリングと呼ばれ、ゲームの速度低下や画面のカクつきの原因となります。

ペルチェ冷却装置のデメリット

ペルチェ冷却には、ゲーミングPCでの使用を制限する複数のがあります。ただし、多くのゲーミングPCでは依然としてこの冷却方法が採用されています。

熱の放散問題

ペルチェ冷却装置はCPUから熱を効果的に奪いますが、CPUとは反対側の面から放出される熱は、どこかに逃がす必要があります。大型のPCケースでは、この問題に対処するために複数の高速ファンが使用されることが多いです。

電力消費

しかし、熱の分散以上に問題となるのが、熱電冷却装置の電力消費です。ペルチェ冷却装置は大量の電力を使用するため、特に小型PCでの使用が制限されます。大きな電力消費は、高容量の電源ユニットを必要とします。

小型PCでの制約

標準サイズのPCケースでは、ファンや電源ユニットのスペースが十分にあるため、これらの問題は深刻ではありません。しかし、小型PCでは外付けの電源ユニットを使用することが多く、供給できる電力も大幅に少なくなるため、ペルチェ冷却装置の使用が困難になります。

3.水冷CPUクーラー

水冷式PCの仕組み

ほとんどのミニPCは、特にハイスペックな構成にすれば、様々なゲームをプレイすることができます。しかし、一部のゲームではパフォーマンスが限界に達し、ファンがうるさくても熱によるスロットリングが発生することがあります。その解決策が水冷です。水冷システムは、多くの場合、空冷よりも効果的にCPUを冷却します。現在の水冷システムでよく使用される水は熱伝導率が高いため、CPUの熱をより効率的に逃がすことができ、CPUの温度をあまり上げずに、より高速な動作が可能になります。

水冷システムは、以下のパーツで構成されています：

• ウォーターブロック：空冷システムのヒートシンクの代わりにCPUに直接触れ、熱を吸収します。
• ポンプ：システム内で冷却液を循環させます。
• リザーバー：冷却液を貯蔵するタンクです。
• ラジエーター（熱交換器）とファン：ウォーターブロックが冷却液に移した熱を放散します。

水冷システムのポンプは一般的に非常に静かで、ラジエーターを冷やすファンも同様です。一方、空冷システムではCPUが過熱した際、ファンがまるでF-22戦闘機がデスクトップから離陸するかのような音を発することがあります。

水冷と空冷の比較

水冷システムは空冷と比べていくつかのメリットがあります：

1. 熱伝導性能： 水冷は空冷よりも効率的にCPUから熱を伝導する能力があり、ゲームやビデオレンダリングのような高負荷アプリケーションを扱うハイエンドPCに適しています。
2. 温度調整： 水冷は空冷よりも温度調整に優れていることが多く、熱をより広いラジエーター表面に分散させることで、温度をより均一に保つことができます。
3. 安定した冷却： 水冷はCPUの温度をより一定に保つため、冷却システムが頻繁にオン・オフする必要がありません。
4. 静音性： 水冷は空冷よりも静音性に優れています。小型のポンプはほとんど音を立てず、ラジエーターのファンも通常は低速で動作するため、騒音が少ないというメリットがあります。
5. ケース内温度管理： 空冷の場合、熱はまずケース内に移され、その後外部に排出する必要があります。これによりケース内部の温度が上昇する可能性があります。一方、水冷システムは熱をより効果的にケース外へ排出するため、ケース内の温度上昇を防ぐのに優れています。

結論

ゲーミングPCにおける空冷と水冷の選択には、絶対的な正解はありません。水冷システムは空冷システムと比べてやや高価になることが多いのが事実です。しかし、CPUを最大限に活用する高負荷なアプリケーションを頻繁に使用する予定がある場合、水冷システムが最適な選択となることが多いでしょう。

重要なのは、自分の用途やニーズに合わせて冷却方式を選ぶことです。