PC冷却水の仕組み

私たちのほとんどは、コンピューターのファンの騒音に慣れています。 ファンが PC ハードウェアの冷却に優れた役割を果たしていることは間違いありませんが、熱を伝導できる媒体は空気だけではありません。 液体冷却などの他の冷却方法は、システムのパフォーマンスを最高の状態に保つためにさらに効果的である可能性があります。

PC 冷却水がどのように機能するのか、またセットアップに冷却水を導入することでデバイスの能力が向上するかどうかを見てみましょう。

PC の冷却がなぜ重要なのでしょうか?

水冷がなぜ非常に効率的であるかについては後で説明しますが、その前に、そもそもなぜコンピューターに冷却システムが必要なのかを簡単に説明しましょう。 例えは非常に簡単です。 猛暑の最中にエアコンが壊れると、脳は最高の状態で機能しなくなりますよね。 PC についても同様です。

CPU (中央処理装置) と GPU (グラフィックス処理装置) は、顧客の要求を満たすために長年にわたって進化するにつれて、大幅に高速になりました。 高速化を可能にするために、これらのコンポーネントにはより多くのトランジスタが搭載され、より多くの電力を使用するようになりました。

当然のことながら、これらのトランジスタはその動作中にかなりの量の熱を発生します。 電気エネルギーを熱エネルギーに変換する際、コンポーネントの温度は上昇し続けます。 この過剰な熱を除去する方法がない限り、CPU または GPU は危険な動作温度に達する可能性があります。 コンポーネントの最高安全動作温度はモデルによって異なりますが、一般的に、CPU 温度はフル容量で 185F を超えてはなりません。 言うまでもなく、極度の過熱は PC に重大な損傷を与える可能性がありますが、安全であると考えられる高温で長時間動作させる場合も同様です。

通常、マザーボードは温度の上昇を感知し、潜在的な大惨事を防ぐためにコンポーネントの動作を遅くするように指示します。 その結果、ユーザーはアプリケーションが遅く応答しないなどのパフォーマンスの問題を経験することになります。

ユーザーが CPU をオーバークロックした場合、過熱の影響はさらに深刻になります。 この方法は、コンポーネントのメーカーが規定するクロック レートよりも高いクロック レートに到達するために使用されます。 しかし、より高いパフォーマンスには当然ながらより高い温度が伴います。 設置されている冷却システムがこの需要の増加に対応できないと、プロセッサーが修復不能な損傷を受ける可能性があります。

したがって、冷却システムでコンポーネントの温度を低く保つことは、コンピュータの最適な機能を助けるものであり、要求の厳しいタスクを実行する場合には不可欠です。

PC はどのように冷却されるのでしょうか?

PC はいくつかの異なる冷却方法を使用できますが、それらはすべて同じ原理に帰着します。 必須コンポーネントからの過剰な熱を逃がすために、導電性媒体が使用されます。 この媒体には、空気から金属表面、そしてご想像のとおり、水まであらゆるものを使用できます。 PC で一般的に見られるクーラーのタイプは次のとおりです。

• 冷気をハードウェアコンポーネントに直接吹き付けたり、熱気を外部に排出したりするファン
• ヒートシンクは、大きな表面積によりコンポーネントから余分な熱を引き出す小さな金属製の物体です。
• 液体冷却システムは、特定の液体（通常は水または油）の高い熱伝導率を利用します。

最良の効果を得るために、これらの冷却方法を組み合わせて使用​​することがよくあります。 たとえば、ファンを使用すると、ヒートシンクから周囲の空気に熱をより速く放散させることができます。 同様に、液体冷却システムは、特に効率的な冷却作業を行うために、これらすべてのコンポーネントの複雑な配置を利用します。

PC冷却水はどのように機能しますか?

高価な PC の近くにあらゆる種類の液体を置くのは悪い考えのように思えるかもしれませんが、水冷システムは高性能コンピューターの貴重な資産です。

液冷システムは自動車のシステムとよく似た仕組みを持っています。 これは、熱は平衡状態を作り出すために常に暖かい物体から冷たい物体へ移動するという熱力学の基本に基づいています。

液体冷却システムの場合、より暖かい物体はコンピュータ部品であり、より冷たい「物体」または媒体は冷却剤です。 この 2 つが (直接ではありませんが、心配しないでください) 接触すると、熱が伝達され、システムの他の部分に運ばれ、最終的には解消されます。 冷却されると、液体は閉ループ内を循環して戻り、再度余分な熱を吸収します。

上記のプロセスにはいくつかのコンポーネントが関与します。 システムの主な部分は次のとおりです。

• ポンプ
• ラジエーター
• ファン
• リザーバー（オプション）
• パイプ（またはチューブ）
• クーラント液

液体はコンポーネントに直接接触せずに、どのようにしてコンポーネントを冷却するのでしょうか? 答えはベースプレートにあります。 最初のステップでは、サーマル ペーストを使用して CPU または GPU の IHS (統合ヒート スプレッダー) をベース プレートに接続します。 このベースプレートはウォーターブロックの一部であり、入ってくる液体に熱を伝えます。

ポンプ (通常はシステムの外側にあります) は、液体をウォーターブロックを通ってラジエーターに移動させます。 その後、熱はラジエーターに伝達され、多くの場合、速度を高めるためにファンの助けを借りて周囲の空気中に放出されます。 最後に、別のチューブが冷却剤をウォーターブロックに戻します。

このプロセスは単純に思えますが、多くの可動部分があり、すべてが適切である必要があります。 使用するポンプは液体を循環させるのに十分強力である必要がありますが、その速度が速すぎてはなりません。 そうしないと、水が PC コンポーネントを冷却するのに十分な熱を受け取ることができなくなります。 同様に、特にすべてのセットアップが異なるため、真空管も課題を引き起こす可能性があります。 流れを妨げるようなねじれが配置にないことを確認する必要があります。

最後に、このシステム全体の重要なコンポーネントは、困難な作業を行う液体です。 「水」とよく呼ばれますが、PC 冷却システム内の液体は通常は水ではありません。 水道水でチューブを満たすと、汚染物質が蓄積してパイプを詰まらせる可能性があるため、デリケートなシステムに悪影響を与える可能性があります。 蒸留水はより良い選択であり、水道水の主な問題を解決できるため、多くの人が予算の選択肢としてそれを選択します。

ただし、優れた熱伝導率を持ち、多くの場合抗菌剤や防食剤が含まれている、液体冷却システム用の特別な目的に作られた冷却剤もあります。 これらはシステムを健全に保ち、寿命を延ばすのに役立ちます。 また、透明なチューブを備えた冷却システムの明るい色により、見た目も間違いなく素晴らしくなります。 また、これらの冷却剤は通常、システムがケースに浸水した場合でも電気を通さず、PC コンポーネントを酸化させません。

液冷システムの種類

水冷システムは、その構成に基づいて 2 つの主なカテゴリに分類されます。

• AIO またはオールインワン クーラー
• カスタム冷却ループ

これらのカテゴリはどちらも同じように機能します。 それらの違いは主にその複雑さにあります。 オールインワン水冷クーラーには、ラジエーターが 1 つとポンプが内蔵されています。 メンテナンスを必要としない完全にクローズドなシステムを採用しています。 このような冷却システムを開けて水を補充する必要はありません。

「オープン」システムとも呼ばれる、より複雑なカスタム システムには定期的なメンテナンスが必要です。 これらのシステムには、6 か月ごと、または少なくとも 1 年ごとに点検する必要があるいくつかのポンプとリザーバーが含まれる場合があります。 オープンシステムの透明なチューブにより、冷却剤のレベルをチェックし、低下に気づいたときに対処することができます。 通常、システムを完全に空にし、フラッシュし、1 年ごと、または長くても 2 年ごとに再充填する必要があります。 ただし、名前が示すように、このカテゴリでは構成がより柔軟になります。

水冷の長所と短所

PC に水冷システムを取り付けることには多くの利点があります。

• 効率的な冷却 - 液体は空気よりも密度が高いため、はるかに速く熱を伝導します。 したがって、冷却剤として液体を使用すると、PC の温度を最適に保つのに効果的になります。
• サイレント動作 – PC にいつでも別のファンを追加できますが、遅かれ早かれ、スピーカーから発せられるノイズがすべて聞こえなくなります。 液体冷却システムでは、冷却プロセスを助けるためにファンも使用されます。 ただし、これらのファンは仕事をするためにそれほど熱心に働く必要がないため、混乱は少なくなります。
• より高いパフォーマンス – 液体冷却システムの最も重要な利点は、より高い PC パフォーマンスです。 CPU と GPU は、過熱の危険を冒さずに最高の状態で機能することができます。 このデバイスには、オーバークロックの可能性もさらに高まります。

ただし、このシステムはすべての人に適しているわけではありません。 水冷システムへの投資には次のようなデメリットがあります。

• かさばる – 追加のファンは PC のケース内で多くのスペースを占有しませんが、水冷システムにはもう少し広い足元スペースが必要です。 上で述べたように、システムにはかなりの数のコンポーネントがあり、その多くは最終的にケースの外側になります。 もちろん、これによりデスクトップの周りのスペースが乱雑になる可能性があります。
• 設置には専門知識が必要です。水冷システムは気密チューブを使用しているため、すべてが正しく設置されている限り、コンピューターに水が入り込むことはありません。 このような複雑なシステムの可動部分をすべて適切な位置に配置するには、間違いなく専門知識が必要です。 したがって、この冷却オプションは誰でも利用できるわけではありません。

最終的には、水冷システムの設置が有益かどうかは、ニーズと PC の使用方法によって異なります。 上記の理由により、ファンや他の冷却方法よりも水冷の方が望ましいことは明らかですが、設置プロセスは複雑になる場合があります。