10コア超えCPUはこうして冷やせ！ 簡易水冷の基礎知識

　かつてはマニア向けの印象が強かったものの、CPUが内蔵するコア数の増加とともに年々存在感を増しているのが簡易水冷クーラーだ。空冷クーラーとの違いをはじめ、サイズや取り付け方法によって変わる冷却性能など、簡易水冷のキホンを押さえよう。(TEXT：清水貴裕)

空冷・本格水冷との違い

簡易水冷

　ポンプをヘッドやラジエータに内蔵する一体型の水冷クーラー。ラジエータが大型の製品は空冷を上回る性能を発揮することもめずらしくない。動作音の発生源としてポンプが増えるので、静音性や故障リスクの面では空冷よりも若干不利。ソケット周辺の部品類やメモリなどとの干渉が少なく初心者でも扱いやすい。ラジエータとファンの設置場所の自由度が高く、吸気や排気などケースのエアフローに合わせて取り付けられるのもメリットだ。

ケースの天板や前面、背面に設置可能。最近の製品はチューブが柔軟かつ抜けにくくなっているので昔のような水漏れは少なくなった

メリット	デメリット
・空冷よりも高い冷却性能	・ポンプ故障や水漏れのリスクがある
・CPU周辺の大型部品類やメモリなどと干渉しない	・CPU周辺のエアフローが乏しく電源回路の温度が上がる

空冷

　ヒートシンクにファンを組み合わせたタイプ。ヒートシンクの大きさや構造、ファンのサイズ、回転数で性能がおおまかに決まる。冷却性能が高いのは大型化しやすく風が横に抜けるサイドフロー型だが、上から風を吹き付けて電源回路やメモリなどの冷却が可能なトップフロー型も根強い人気がある。ケース外の冷たい空気を取り込まないと、内部の熱い空気が混ざるだけで冷えなくなるので注意。

現在の主流は性能面で有利なサイドフロー型。大型で高さがある製品の場合はケースのサイドパネルとの干渉にも注意が必要

メリット	デメリット
・コストパフォーマンスに優れる	・本体サイズが大きいと周辺と干渉の恐れ
・故障のリスクが低い	・ケースのエアフローが悪いと性能が出ない

本格水冷

　汎用品の水冷ヘッドやラジエータ、ポンプやファンなどをそれぞれ個別に調達し、それらを組み合わせて構築するのが本格水冷だ。性能は構成しだいだが、すべてのパーツの基本性能が高いため簡易水冷を凌駕する冷却性能を発揮する。大型のタンクを色鮮やかなクーラントで満たしたり、ケース内部にチューブを張りめぐらしたりなど、構成の自由度とインパクトの大きさも特徴だ。

水路は金属製のフィッティングとチューブを使って組み上げる。アクリルなどの樹脂製パイプを曲げて組むのが昨今のトレンド

メリット	デメリット
・最高峰の冷却性能とカスタマイズ性	・部品単位での専門的な知識や組み立て技術が必要
・ドレスアップに凝れるなど自由度が高い	・水路を自分で組むので水漏れのリスクがある

ラジエータの大きさは主に4種類

　簡易水冷クーラーの冷却性能を決める重要な要素がラジエータのサイズだ。小さいと熱が飽和する限界が低く、CPUの発熱が大き過ぎると処理し切れなくなり、温度上昇を招いてしまう。そのため、ハイエンドCPUを使用した構成やOCを行なう場合は、28cmや36cmの大型ラジエータ搭載品が好まれる傾向にある。

　ただし、メーカーや製品によって水冷ヘッドやポンプの性能が違うために一概に比較はできない。ここでは、同じCorsairの製品で各クラスの性能をチェックしてみた。

　どのクラスでも温度に差がないように見えるが、これはCPUの温度に合わせて制御ができていると見るべきだ。その証拠に、動作音は28cm、36cmクラスのほうが圧倒的に小さくなる。ラジエータが大きくなるほど冷却力が高くなり、ファンの回転数が少なくてもCPUを冷やせるというわけだ。なお、CorsairのiCUEシリーズは、ファンの回転数制御をマザーボードに任せれば、より冷えるが動作音はその分大きくなる。

　クーラントの循環をよくするため、大型ラジエータ搭載モデルにはよりパワフルなポンプが搭載されていて、ラジエータサイズとの相乗効果で冷却性能が向上している場合もある。総じてラジエータのサイズアップによるメリットは大きい。

　だが、もっとも重要なのはCPUからの熱を受ける水冷ヘッド部分の作り込みだ。ここが悪いとどれだけ大きいラジエータを搭載しても冷却性能は高くならない。今回の検証で36cmクラスでやや冷却力の低い製品があるのはそれが原因と考えられる。

ラジエータとファンの位置はどれが正解？

（1）前面排気

透明のサイドパネルを使った見せるPCでよく使われるレイアウト。熱源からラジエータを離すことが可能なのは強みだが、ケースによっては吸気不足となる可能性が高い

（2）前面吸気

冷たい空気がラジエータを冷やすレイアウト。ただし、ケースやクーラーによってはチューブの長さが足りなくなる場合がある

（3）天板排気

ポピュラーだが、ケース内で温められた空気がラジエータを通過するのと、マザーボードの電源回路に近いためCPU温度は高くなりがち

（4）天板吸気

冷たい空気をラジエータに当てることができるが、ケース内に暖かい空気が入り込むことになるため、排気が追い付かないと内部の温度が高くなってしまう

　設置レイアウトの自由度の高さは簡易水冷クーラーの魅力の一つ。現在市販されているケースの多くはさまざまな場所にラジエータが設置可能な設計となっており、ラジエータとファンの取り付け方しだいで、吸気方向でも排気方向でも運用できる。今回はよく見かけるケースの前面と天板に取り付けて、吸気と排気のレイアウトで検証を行なった。

　一番冷えたのは前面吸気のレイアウトで、OCCTもFF14ベンチももっとも低い温度を記録した。新鮮な空気が常にラジエータに当たる上に、前面で吸気して背面や天板から排気するという、多くのケースで採用されるエアフローを妨げなかったことが好結果の一因だろう。

　また、ラジエータがCPUやビデオカードなどの熱源から離れているのと、底面や側面の隙間からある程度吸気できていたことも要因の一つと思われる。

　ケース内の空気がラジエータに直接当たる天板排気が一番高温になると思われたが、天板吸気のCPU温度が100℃ともっとも高くなった。標準搭載の前面ファンもあって吸気過多となり排気が追い付かずにケース内の温度が大幅に上昇してしまったからと思われる。

ラジエータの厚みにも注意せよ

　最近のケースは簡易水冷に対応した製品が多いものの、購入前には取り付け可能か必ず確認しておこう。まず確認したいのがラジエータの対応サイズ。12cm角ファンを3基取り付け可能なケースであっても、ラジエータ取り付けは非対応の場合もあるので注意が必要だ。

　ラジエータはファンを横に並べた合計のサイズで表記されているが、タンク部分があるため実際はそれよりも大きくなっている。36cmクラスのROG STRIX LC 360 RGBを例にすると、ラジエータのサイズは「394×121×27mm」と34mmも大きい。ケースによっては天板に取り付けるとマザーボードに干渉する場合があるので、厚みの面でも対応しているか確認したほうがベターだ。

　大型の空冷クーラーに比べるとCPU周辺の部品との干渉は少ないが、念のため水冷ヘッドの干渉にも注意。大型のVRMヒートシンクを搭載するマザーや、メモリスロットがソケットに近いMini-ITXマザーはチューブの取り付け部分が干渉してしまう場合がある。干渉しないようにヘッドを回転させて取り付ければよいのだが、見た目が悪くなってしまうという問題もある。

　気になる人は、ヘッドのロゴの向きを回転させられるNZXTの新型KRAKENシリーズのような製品がオススメ。

ファン込みの厚みをチェックしておかないとマザーボードに干渉する場合がある。ファンを付属品以外に交換する際はとくに注意したいポイントだ

天板との隙間にも注意したい。5cm以上は空いていないと取り付けられない可能性が高い。マザーのバックパネルカバーや、コンパクトなケースの場合は背面ファンとも干渉する場合もあるので気を付けよう

大型ヒートシンクを装着するマザーの場合は天板装着時に干渉が起こりやすいだけでなく、隙間がないとエアフローが悪くなり冷却性能も低下する