CPUを冷却するCPUクーラーとは?種類と仕組みについて解説

パソコンを使っている最中に、パソコンから発せられる回転音が聞こえて、処理に応じて音の大きさが変わっていると思ったことはありませんか？その音の正体は、CPUの性能を維持するための機構「CPUクーラー」です。

今回は、CPUクーラーの概要と役割、代表的な種類についてご紹介します。パソコンのパフォーマンスと温度の関係についてもお伝えしますので、パソコンを長く愛用したい方はぜひ参考にしてください。

CPUクーラーとは?

パソコンで行われる処理の大部分を担うCPU。処理が高度になるほど、CPUにかかる負荷は大きくなっていき、CPUに負荷がかかると熱を放出するようになります。

通常、CPUから発せられる熱は40～50℃。この程度の温度であれば、パソコンの利用に支障はありません。一方、高負荷な処理を行うと、CPUの温度が上昇し、70～80℃にまで達してしまいます。このようにCPUの温度が高い状態は、CPUそのものや他のパーツにとっても好ましくありません。

懸念されるもっとも大きなトラブルは、「熱暴走」です。100℃を超える状態が慢性的に続くと処理が正常に行えなくなり、最悪の場合はCPUに致命的な欠陥が残ってしまいます。こうしたパソコンの熱暴走を防ぐために、温度が危険水域に達すると自動的にダウンする機構が備わっていますが、やはり熱がCPUの寿命を短くしてしまうことは事実です。

そこで登場したのが、物理的にCPUを冷却するための装置「CPUクーラー」。CPUに備え付けられた冷却機構が負荷に応じて起動し、CPUの正常なパフォーマンスを維持します。CPUクーラーは、パソコンには必ず導入されている機構です。

ただし、CPUクーラーは、CPUを直接冷却しているわけではありません。CPUと接続した、熱伝導効率の良い金属板を冷却することで、CPUの熱を吸収しているのです。金属版の冷却が強力なほど、効率よくCPUの熱を吸収できることになります。

CPUクーラーの種類と仕組み

CPUクーラーには、いくつかの種類が存在します。

そこで以下に、CPUクーラーの代表的な種類と仕組みについてご紹介します。

空冷CPUクーラー

「空冷CPUクーラー」は、その名のとおり空気を利用したCPUクーラーです。回転するファンが送風し、CPUと密接した金属板を冷却します。CPUクーラーとしてはもっともスタンダードなタイプでしょう。また、空冷CPUクーラーは取り付けが簡単なことから、自作PCに組み込むユーザーが多く、価格も安価なところが魅力です。

冷却効率を上げる重要な要素がファンの大きさですが、ファンが大きくなるほどクーラーから発せられる音も大きくなります。夏場など、CPUの温度が上がりやすい環境ではストレスがたまってしまうほどの大きな音で、ファンが回転し続けることも少なくありません。

水冷CPUクーラー

「水冷CPUクーラー」は、CPUの冷却に液体を使用するタイプです。CPUの熱を吸収した金属板を、専用の冷却水が冷やします。その後、ラジエーターによって放熱された冷却水は循環し、再度金属板を冷やすために使用されます。

水冷CPUクーラーは、冷却性能の高さが特徴であり、高負荷の処理でもCPUを低音に維持できます。映像加工やゲームなど、負荷が大きい処理を行うパソコンや、ダウンが許されない業務用のパソコンに内蔵されていることが多いようです。

一方、空冷クーラーと比較すると、水冷クーラーは価格が高くサイズも大きいことから、導入のハードルは少し高いといえます。また、スペースに余裕がないパソコンに搭載した場合、空冷式よりも熱がこもりやすくなってしまう可能性があります。

なお、ラジエーターにはファンが用いられているため、まったく音がしないというわけではありません。

冷却効果を高めるためにはグリスにも注目

空冷式・水冷式に関わらず、CPUクーラーには熱を吸収する金属板が用いられています。金属板とCPUの間には通常、熱伝導効率を上げるためにグリスが塗られており、グリスの存在は、CPUクーラー自体の仕組みと同様、冷却効果に大きな影響を与えています。

CPUクーラーの購入時にはあらかじめグリスが塗られているため、問題なく使用できます。しかし、長期間パソコンを使用しているとグリスの硬化により、熱伝導効率が悪くなってくることがあります。そうした場合には、グリスの塗り直しが必要です。

パソコンに熱がこもりやすくなってきた際には、クーラーのメンテナンスとしてグリスの塗り直しを検討しましょう。グリスにはさまざまな素材があり、素材によっても熱伝導効率が変わってきます。メンテナンスを機に品質の良いグリスを使ってみるのもおすすめです。

パソコンと温度の関係

パソコンのパフォーマンスには、温度が大きな影響を与えています。使用環境によっては、パーツが故障したり寿命が短くなったりしてしまう可能性もあるでしょう。

そこで、パソコンと温度の関係についてまとめました。

パソコンの利用に適切な温度とは

冒頭でもお伝えしたとおり、正常に動作しているCPUの温度は40～50℃です。このことから、パソコンを使用する室内の適正温度は10～35℃だと考えられています。夏場など、高温環境での使用はCPUの温度向上を助長するためあまり好ましくありません。

また、反対に低温環境もパソコンにダメージを与えてしまいます。電源やHDDなどは、5℃以下の低音環境で使用を続けると、故障率が大幅に上がってしまうでしょう。これは、人間が寒いときにウオーミングアップなしで運動を始めて、心臓に負担がかかってしまうことと同様です。

湿度にも注意

当然ながら、パソコン内部には電気が流れているため、水分が付着するとショートする可能性があります。水をこぼすなどのミスに気をつける必要があるのはもちろんですが、同時に結露にも注意が必要です。

飽和水蒸気量の関係から、気温が低いほど結露しやすくなります。また、急激な温度変化も結露につながるため、湿度が一気に高まる梅雨の時期は、特に結露を警戒しましょう。念のため、室内で除湿機を稼働させておくと安心かもしれません。

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CPUの温度を測定するためには？

手を当てて体感的にパソコンの熱さを知る方法もありますが、CPUの温度を測定するソフトを用いるのが一般的でしょう。

インターネットで「CPU 温度 測定」といったワードで検索すれば、該当のソフトが見つかります。パソコンの状態管理のために、ダウンロード・インストールしておくと良いでしょう。ファンが明らかにうるさい場合や、パソコンから熱が発せられていると感じたときに、温度測定のソフトを活用してみてください。