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空冷で「静かで冷え冷え」を目指した話。

ぱるちゃん

はじめに

どうもぱるちゃんです。

今回はタイトルの通り（？）、私のメインPCの静音性・冷却性のバランスを追求した軌跡を記述した記事になります。
最近すごく暑いですし、CPUの発熱トピックもよく耳にしますので、そういった意味で熱対策と、自分への忘備録も兼ねて。

※この記事を参考にして何か問題が生じても当方一切責任負いません。


この記事の要旨

・できればメインパーツ選びの段階から意識した方が良い。
・エアフローめちゃ大事。ファンを増やせば冷却性能UP。
・でもファン増やしすぎても費用対効果ごく薄。
・静音性はファンの品質によるところが大きい。
・GPU温度はファン回転数の調整が効果大。
・CPU温度はBIOS設定が効果大。
・冷えやすい環境を作ることが結果として静音性の向上にもつながる。
・使用範囲を大きく超えたベンチマークは微妙。実態に沿った効果測定を。

前提

・以前のデスクトップ/ノートPC共に爆熱であったので冷えていてほしい。
・具体的には80℃超えると心配になる。
・できれば70℃くらいまでであってほしい。
・通常のファン音は気にしないが、フル回転爆音はとても気になる。
・メイン用途はVRやBlenderでGPUによく負荷がかかる。CPUはそれほど。
・空冷がよい。
・部屋は除湿で26℃設定。実室温は不明。

使用ソフト

〇HWMonitor

各部温度・消費電力・ファン速度などが見れる。

〇MSI Afterburner

GPUの電圧など色々いじれる。
本記事ではGPUファン回転数を指定するのに使用している。

〇NVIDIA Control Panel

GPUの設定を行うソフト。
本件にはあまり関係ないが、こちらの設定もスコアに影響するものと思われるので念のため。

〇その他各種ベンチマークソフトなど

マシンスペックとパーツ選定理由

発熱・静音性はパーツによるところが大きいと思われる。
今回はそれも少し意識してパーツを選んでみた。

CPU:Ryzen 7 7800X3D

・個人的理由でIntelよりAMD派
・P/Eコアの概念…という気持ち
・用途的にCPUはGPUほど優先度高くない。
・GPUのボトルネックにならない程度のスペックがあればOK
・用途を考えるとコア数多い方がよいが多すぎても使いこなせない
・コスパ良好
・発熱は大きそうだが（スペックに対して）低消費電力らしい
・キャッシュがすごいらしい（わかってない顔）
という観点でこれを選択。

GPU:RTX 4070 Ti Super(Palit)

・NVIDIAのGPU(CUDAが使いたい)
・VRAMがそれなりに多い(16GB)
・トリプルファン
ということでこちらに。
あと4070Ti Superにしては安いです。

メモリ:Team DDR5 6400Mhz PC5-51200 16GB*4

特にこだわりないけど、スロットが4本あるので4本差しておくか～のノリで64GB。

マザーボード:ASRock マザーボード B650M PG Lightning WiFi

・セールで安くなっていた
・CPUに対応している
・各種パーツの増設の余地がある
という理由で選定。

CPUクーラー:DEEPCOOL AK400

安いわりによく冷えるで有名なAK400をチョイス(3000円弱)。
自前で用意すればファンを二つにできる。

ケース:CORSAIR 4000D

・エアフローがよいらしい(確かにメッシュ部が多い)
・ケースファン増設の余地がある
・フィルターがマグネット式でメンテが容易そう
・裏配線ですっきり
という理由で選定。
強いてデメリットを挙げれば、側面が強化ガラスなため結構重い。

ケースファン：Thermalright TL-C12C

・安い
・比較的静音
・分岐ケーブル不要かつ４ピン
・風量もそこそこ
で個人的に気に入ってるこれを購入。

電源:750W ATX電源(Bronze)

昔にパソコン工房でBTOパソコンを買った時のものを流用のため詳細不明。
別に静かだし、安定的に電源供給できているので特に触れない。

冷やすためにしたこと(初期段階)

・ケースファン取り付け（交換）

Thermalrightのファンで統一した(フロント2とリア1)。
CPUファンは付属のケースファンを移植し2つ仕様に。
付属のファンより静かで風量もある感じがする。
フロントから吸引→リアで排気のエアフロー…になってるはず。

エアフロー気にしてみたの図

・MSI Afterburnerで低温時もグラボファンを回すようにした。

初期設定では一定温度以下(55℃？)では回らない設定になっていたので、無回転だった温度領域でも最低速度で回転するようにした。
設定することによりアイドル時の温度は30℃台に。
ピーク時には影響ないが、いつでも冷えていて安心感ある。

GPUファンのカーブ変更

やってないけど試してみてもいいかもしれないもの

外付けGPUファン

外付けGPUファンなるものがある。
リアの空きスロットに取り付けGPUに直接風を当てるものらしい。

但し下手すると騒音が大きくなるだけで効果が薄かったり、かえってエアフローを阻害する可能性がある。
必要以上に冷やす必要はないと思っているので、今回は見送り。

ヒートシンク設置

ヒートシンクにも種類がある。
そもそもGPUについているヒートシンクが貧弱だと感じるのであれば、次のような製品がよさそう。

但しこちらは大がかりな改造になるし、比較的高額なのでおすすめはできない。
今回は3連ファンで十分冷却できているので見送り。
（でもものすごく気にはなるので誰かに試してほしいとは思っている）

その他としては小さいヒートシンクを気になる箇所に貼ることも効果があると思われる。

こちらは気に入らなかったら外せばいいので、比較的お手軽。
しかしやるのであればヒートシンクに移動した熱が逃がすためにもエアフローをより一層気にする必要があると思われる。
思想としては以下の動画が参考になる(?)かもしれない。

グリス塗り替え/サーマルパッド置換

よく聞く改善方法であり、コストもそれほどかからないのでお手軽。
今回は分解が億劫だった&費用対効果低そうなので見送り。

ケースファンを大きくする

このケースでは140mmのファンを搭載することができる。
一般的にファン径が大きいほど風量・静音性が優れているらしい。
但し140mmファンは若干値段が高いのと、今回選定のファンで満足しているため見送った。

効果測定

初期段階での効果測定（ベンチマーク）結果を記載する。
冷やすためにしたこと以外は特に変更なし、デフォルトで使用している。

なおNVIDIAコントロールパネルの設定は以下の通り。
VRChat 向けの設定になっているので、今回のベンチマークに適切かはわからない。

NVIDIA設定①
NVIDIA設定②

初めにFF15ベンチのFHDと4Kのスコア。
3DCGやVRChatでの利用が多い私にとっては、負荷のかかり方が4Kが一番体感に近いだろうか。
いずれにせよ両方ともそこそこのスコア。

FF15ベンチ　FHD
FF15ベンチ4K

アイドル時はCPU42℃程度、GPUは33℃であった。
一方でFF15ベンチ中はCPUがピーク時75℃、GPUが70℃まで上昇した(もちろん常にその温度ではない)。

左から、現在・最低値・最高値(ベンチ中)

次にいつも使っているBlenderのベンチマークを取得してみる。
正直イメージがわかないが、まぁ十分なようだ。

Blenderベンチ

同じくレンダリング系ということで、よくベンチで使われるCineBench2024を回してみる。
スクショを取り忘れたが、CPU(Multi Core)の測定中、CPU温度が80℃後半とこのPCで見たことのない数字になっていた。
というわけでこのベンチマークは負荷確認には良いが、自分の使用実態とは大きくかけ離れており、必要性は薄いと感じた。
ベンチを取るのが目的ではなく、あくまで快適にするのが目的なので。

シネベンチ2024結果

現時点で気にならない人も多いと思うが、70℃くらいという自分の目標に向かってもう少し調整を重ねてみる。

冷やすためにしたこと(結果を踏まえて)

ファン増やす

Thermalrightのファンは思いの外静かであった。
これならつけられるだけ増設してもよいのでは…？ということでケースにつけられるだけThermalrightのファンを増設した。

またCPUクーラーについている二つのファンについても同ファンにしてみた。
ただ結果から言うと、増設した効果は本当に薄い。
数字には影響殆どないと思われる。

エアフローとしてもややバランスが悪い気がするので、この辺りは一考の余地あり。
※本来フロントかトップのいずれかは水冷用であると思われる。

可能な限りThermalrightのファンを取り付けてみる。

グラボファンのカーブを変更

↑の結果でFF15ベンチなど重たいベンチマークを回してもGPU温度はせいぜい70℃程度であることがわかった。
これを踏まえ、70℃付近のファン回転数を少し上げれば温度が下げられるのでは？ということで少し上げてみる。
本件静音性も気にしている要素であるため、なるべくファンの回転数を上げたくはないが、基本温度上がるとファンも回転するのでバランスが大事そうだ。温度と静音のバランスをとった。

ファン回転数調整

BIOS設定

CPU温度はBIOSから調整した方がよさそう、ということでBIOS設定。
殆どBIOSいじったことがないので、ググった情報をもとに大丈夫そうな設定をしてみた。
ビビりながら調整。まぁわからん人はいじるなという話だが…。

主としてAMD OverclockingからPPT limitとPlatform Thermal Throttole limitを下図のように変更してみた。
Platform Thermal Throttole limitが一番影響大きく、これが「概ね」最大温度となる。

PPT limitとPlatform Thermal Throttole limitを変更

続いてCurve Optimizerから値を変更してみる。
いくつかの記事を見た結果、とりあえず-20くらいなら大丈夫そうなのでNegative,20に設定。
設定追い込んでもよいのだが、あくまで冷却が目的なので一旦これで検証。

マイナスを入力するのではなく、Negativeを選択することでマイナスとなる。

あとはファンの動作モードはすべてサイレントモードである。
これはデフォルトでそうなっているので特に変更していない。

ファン動作モード

効果測定(再検証)

特にアイドル時の温度に変化はなかったので割愛。
また実態に沿った調整のため、BlenderとCineBenchのベンチマークは省略。
FF15ベンチ4Kおよび実際の使用で判断していく。
FF15ベンチ4Kの結果

スコア変わらず(むしろちょっと上がっている？)。

CPU/GPU温度共に70℃以下で保持できた。

GPU温度は変化なしだったが、CPU温度は大きく下げられた。

最後は実際の使用用途での確認、というわけでVRChat 。
VRしながらデータ取するのは面倒なのでデスクトップモードでの結果だが、VRモードではFF15ベンチ4Kとほぼ同傾向と考えてよい。

まずは比較的負荷のあると思われるHANI氏のワールドでしばらく放置してみる。(ほんまに名作ワールドなので見ていない人は見てほしい)
陽射しの廃駅-Abandoned station in the sunshine by HANI․

VRC設定と観測場所は次の通り。
モニターが60HzなのでFPSは60に固定している。

FPSは60に固定。
いやガチで絵力強すぎる。

GPU温度は39℃くらい、CPUは50℃台前半で推移。
とても負荷が低い。

冷え冷え～～～

また弊ワールドでも測定。
なんだかんだ自分のワールドが一番作業スペースとして活用するので、ここのデータは自分にとって重要である。
なんにもないワールドなので当然負荷は低く、GPUに至っては35℃と私の体温より低い。十分低負荷である。

透羽 on 座布団
自分の体温より低いGPU

というわけで、CPU/GPU共に目標値内に収めて運用することができた。

静音性は？

ここまで冷却性能にばかり言及していたので、もう一つの目標である静音性についても言及する。
しかしながらこちらについてはデータで示せるものがないので感覚的な記述に留まっている。

・アイドル時

まぁ動いているのはわかる。エアコンの音の方が気になる程度には静か。

・VRChat デスクトップモード

上記検証時ではアイドル時と大差ない。静か。

・FF15ベンチ中などGPU超高負荷時

アイドル時よりは動いている気配を感じる。
小型のサーキュレーターを弱めに回している程度。

結果としては十分冷却できているのでファンが頑張る必要もなく、静か。

おわりに

内容やや冗長だったかと思いますが、今回は冷却・静音について書いてみました。

ここまで気にする人がいるかはわからないですが、やはり静かで冷え冷えに越したことはないなと感じました。
必要以上に性能発揮する必要もないので、省エネや寿命延長にもつながるのでは？

誰かの参考になれば幸いです。では。

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