CPUの発熱を抑えてパフォーマンスを引き出す！CPUクーラーの基礎知識から選び方まで徹底解説

CPUは、パソコンの中でもっとも熱を発するパーツのひとつであり、正常に動作させるためには適切な冷却が必要になります。CPUクーラーは、この熱を効果的に冷却し、CPUの適切な動作温度を維持する役割を担っています。

高性能なCPUを使用する場合や、オーバークロックを行う場合には、より効率的な冷却が求められます。そのため、適切なCPUクーラーの選択は、パソコンのパフォーマンスと安定性に直結するのです。

CPUクーラーには、空冷式クーラーと水冷式クーラーの2種類があります。空冷式クーラーは、ヒートシンクと冷却ファンで構成されます。一方、水冷式クーラーは、冷却用の液体を使用し、より高い冷却性能を発揮します。空冷式と水冷式にはそれぞれメリットとデメリットがあります。いずれを使うかは、自分のパソコンの構成および予算と相談しながら判断しましょう。

本記事では、CPUクーラーの基本的な仕組みや種類、選び方について詳しく解説しています。適切なCPUクーラーの選択は、パソコンのパフォーマンスや耐久性を向上させる重要な要素になりますので、本記事を参考にして、快適なパソコン環境を実現しましょう。

1．CPUクーラーの基礎知識

1-1．CPUクーラーとは？

パソコンは熱に非常に弱い精密機器で、特に発熱の大きいCPU、ビデオカード（グラフィックボード）、電源ユニットにはファンなどの冷却装置が搭載されていますし、PCケース自体にも内部のエアフローを確保するためにファンが搭載されています。

中でもCPUは発熱が大きいパーツで、負荷が高くなればなるほど発熱も大きくなります。そのため、CPU専用の冷却機構として「CPUクーラー」が必要となるのです。

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1-2．CPUの冷却は重要

CPU(Central Processing Unit)は、パソコンの頭脳ともいえるパーツで、パソコンの性能そのものといっても過言ではありません。一般にクロック周波数の高いCPUのほうが高性能ですが、最近のCPUは複数のコアを搭載するマルチコアが主流で、コア数もパソコンの性能に大きく影響します。

CPUは熱に弱いため、CPU自体にも発熱を抑える「サーマルスロットリング」という機構が備わっています。この機構は、負荷が高くなり、発熱が大きくなると、クロック周波数を落とすことで熱を抑えるため、CPUのパフォーマンスが低くなってしまいます。逆に言えば、このサーマルスロットリングが機能しないように、CPUはしっかり冷却する必要があるわけです。

1-3．CPUクーラーの役割

CPUは通常40～50°C程度で動作していますが、負荷が掛かると、70〜80℃まで上がり、場合によっては100℃を超えてしまうこともあります。あまり温度が高くなると、“熱暴走”と呼ばれる状態になり、正常な動作が期待できません。昔のCPUは熱が高くなりすぎると、コアが焼けてしまうことも珍しくありませんでした。

最近のCPUは、前述のサーマルスロットリングが機能するため、できるだけ発熱を抑え、温度が高くなりすぎると動作自体が止まってしまいます。最悪の事態は避けられるように設計されているわけですが、期待するパフォーマンスは発揮されませんし、寿命にも影響してきます。

CPUクーラーの役割は、その名の通り、CPUを冷却するためのパーツで、CPUのパフォーマンスを十全に発揮するためには欠かせないパーツなのです。一般的にCPUクーラーは、ヒートシンクとファンで構成されています。ヒートシンクは、CPUの熱を吸収し、放熱する役割を担っており、素材にはアルミが使用されますが、CPUと接する部分により熱伝導性の高い銅を使用することによって、熱の吸収性を高めている製品もあります。

一方、ファンの役割は、CPUを直接冷却するのではなく、ヒートシンクに風を送ることで放熱性を高めるところにあります。つまり、ヒートシンクとファンを組み合わせることによって、CPUを効率的に冷却しているのです。

なお、CPUクーラーを装着する際、CPUとの接地面にシリコングリスを使用します。これは、CPU表面のヒートスプレッダもCPUクーラーのヒートシンクも、真っ平らに見えて、細かな凹凸があります。この微細な隙間を埋めることによって、冷却性を高めるのがシリコングリスの役割となります。効率的に冷却するためには、薄く均一に塗る必要があることを覚えておきましょう。

1-4．CPUクーラーの種類

CPUクーラーには、大きく分けて「空冷式クーラー」と「水冷式クーラー」の2種類があります。それぞれの詳細については次章以降であらためて紹介しますが、「空冷式クーラー」は、前述したヒートシンクとファンによってCPUの発熱を抑えますが、「水冷式クーラー」は“クーラント”と呼ばれる冷却液を使用して、CPUを冷却します。ほとんどのパソコンでは「空冷式クーラー」が使用されており、「水冷式クーラー」は、ゲーミングPCなどのハイエンドモデルや静音パソコンなどに採用されます。

2．空冷式と水冷式のCPUクーラーの違い

2-1．空冷式クーラーの仕組みを知る

空冷式クーラーは、前述の通り、ヒートシンクでCPUの熱を吸収・放熱するCPUクーラーで、放熱性を高めるためにファンが組み合わされています。発熱の低いCPUや静音パソコンなどには、ヒートシンクのみのCPUクーラーが採用されることもありますが、その場合は、筐体内のエアフローを確保するなどの工夫が必要となります。

ヒートシンクは、熱伝導性の高さが重要なので、多くのCPUクーラーにはアルミ素材が採用されますが、さらに熱伝導性の高い銅を採用する製品もあります。ただし、銅はアルミよりもコストがかかるため、CPUとの接触部分のみに銅を採用しているCPUクーラーも珍しくありません。また、CPUと接触する熱吸収部分と放熱部分をヒートパイプで繋ぐことによって、冷却性能を高めているCPUクーラーもあります。

また、ヒートシンクに対して、上から風をあてる「トップフロー型」と、横から風をあてる「サイドフロー型」の2タイプがあります。それぞれにメリット・デメリットがありますので、購入する際には注意が必要です。

2-2．空冷式クーラーのメリット・デメリット

空冷式クーラーのメリットは、やはり製品バリエーションが多く、導入のハードルが低いところです。装着方法は製品によって異なりますが、難解なものは少なく、初心者でも手軽に取り付けることができます。さらに、後述する水冷式よりも安価で導入できるのも空冷式のメリットと言えるでしょう。

一方、空冷式のデメリットは、冷却性能が水冷式には劣るところです。銅製のヒートシンクやヒートパイプを組み合わせた冷却性能の高い製品もありますが、一般的に、冷却性能が高くなると、それにあわせて価格も高額になります。つまり、冷却性能を求めると、安価で導入できるというメリットがなくなってしまうわけです。

また、空冷式は基本的にファンが必要となるため、静音に優れたファンの場合は別ですが、一般に騒音が大きくなる点も注意が必要です。ファンコントローラーを備え、CPUの負荷が低い状態では、ファンの回転数を抑えることで騒音を下げる製品もありますが、やはりある程度の騒音は覚悟する必要があります。

前章で紹介した「トップフロー型」と「サイドフロー型」ですが、「トップフロー型」は、CPUに対して上から風をあてるため、ヒートシンクだけでなく、マザーボードにも風があたり、メモリやチップセットなども同時に冷却することができます。ただし、搭載するファンが大きくなると、マザーボードを覆う面積が増えるため、メモリ交換などのメンテナンス性が低くなるというデメリットがあります。

一方、「サイドフロー型」は、大型のヒートシンクを採用している製品が多く、冷却性能が高いのが特徴です。PCケース内のエアフローにあわせることができるので、空気の流れが乱れず、効率的な冷却ができる点も大きなメリットとなります。静音性が高い大型ファンを採用する製品が多いのも見逃せないポイントです。ただし、「トップフロー型」のように、メモリやチップセットなどの冷却には寄与しないほか、ヒートシンクが大きく、そして高くなる傾向があり、小型や薄型のPCケースでは利用できないことも少なくありません。

2-3．水冷式クーラーの仕組みを知る

水冷式クーラーは、CPUの発熱を冷却水で吸収するCPUクーラーで、CPUの熱を吸収するヘッド部分と熱は放出するラジエーター部分に分かれており、両者をクーラント(冷却液)で満たしたチューブで繋ぎ、クーラントを循環させることによってCPUを冷却します。

つまり、CPUと接触するヘッド部分で熱を吸収したクーラントがチューブを通ってラジエータに流れ、そこで放熱した後、再びヘッド部分に流れて、CPUの熱をあらためて吸収するという仕組みになっています。

水冷式クーラーの冷却性能は、冷却液の量やラジエーターのサイズによって異なりますが、空冷式クーラーよりも高く、ゲーミングPCや動画編集用PCなど、CPUにかかる負荷の高いパソコンや、オーバークロックなどで性能を追求するユーザーに好まれる傾向にあります。

また、ラジエーターにファンを組み合わせる必要はありますが、空冷式よりも回転数を抑えられるほか、PCケースの排気ファンと兼用することも可能なので、静音性が高いのも大きな特徴となっています。

2-4．水冷式クーラーのメリット・デメリット

このように、水冷式は空冷式よりも冷却性能が高く、静音性にも優れているのが大きなメリットとなりますが、導入コストが高く、取り付けが難しいというデメリットもあります。

取り付け自体の難易度はかなり緩和されており、後述の「簡易水冷」であれば、比較的簡単に利用することができます。ただし、水冷式のラジエータ部分は巨大なことが多く、PCケースによってはうまく取り付けられない場合もあるので注意しましょう。

なお、水冷式クーラーには、「本格水冷」と「簡易水冷」という2種類があります。冷却する仕組み自体は同じですが、「簡易水冷」はクーラントを循環させるためのポンプがヘッド部分にあり、基本的にはメンテナンスフリーで使用できます。一方、「本格水冷」はポンプ部分がヘッドから独立しているほか、冷却液を貯めるリザーバータンクが用意されています。「本格水冷」は、設置に手間がかかり、メンテナンスが必要となりますが、冷却性能やカスタマイズ性が高いのが特徴となります。

なお、「簡易水冷」は基本的にメンテナンスフリーを謳う製品が多いですが、チューブの劣化などで水漏れが起こる可能性があります。水漏れは、冷却性能の低下だけでなく、パーツの損傷などにも繋がりますので、定期的な点検を欠かさないようにしましょう。

3．CPUクーラーの選び方

3-1．CPUクーラー選びのポイントは「冷却性能」と「静音性」

CPUクーラーを選ぶ際にまず注目したいのが「冷却性能」と「静音性」です。CPUクーラーはCPUを冷却するためのパーツなので、できるだけ「冷却性能」には注目したいところです。一般的に、CPUクーラーの冷却性能はヒートシンクの大きさに比例します。つまり、大きなヒートシンクを採用しているCPUクーラーほど冷却性能は高くなる傾向にあります。そのため、大型ヒートシンクを採用しやすいサイドフロー型のほうが、トップフロー型よりも冷却性能の面では有利になります。もちろん、これは絶対ではありませんが、ひとつの目安として覚えておきましょう。

また、ヒートシンクの素材にも注目です。多くの製品はアルミ素材が利用されていますが、冷却性能の高いCPUクーラーには、より熱伝導性の高い銅素材が利用されます。ただし、銅はアルミに比べて高コストなので、CPUとの接地面など、限定した部分にのみ銅が使用されている製品も少なくありません。また、ヒートパイプなどを利用して、冷却性能を高めているCPUクーラーもあります。

「静音性」に関しては、ファンに左右され、基本的にファンの口径が大きいほど、静音性は高くなります。CPUクーラーのスペックには、ファンの口径のほかに、回転数、風量、ノイズなどが表記されます。静音性を求めるのであれば、回転数が低いモデルで、「dB(デシベル)」で表されるノイズが低い製品を選びたいところです。ノイズに関しては、「30dB」以下をひとつの基準として選ぶと良いでしょう。また、羽根の枚数も多いほうが静音性が高くなる傾向にあります。

CPUクーラーを選ぶ際は、大きさにも注意が必要です。どんなに冷却性能や静音性が高くても、PCケース内に収まらなければ意味がありません。特にサイドフロー型はサイズが大きくなりがちなので、導入する際は、事前のチェックが重要になります。また、メモリなどのパーツと干渉しないかどうかも注意しましょう。

3-2．ゲーミングPCには水冷と空冷のどちらが良い？

水冷式クーラーは冷却性能が高く、多くの場合、ハイエンドPCに採用されます。最新の3Dゲームを楽しむためには、CPUもビデオカードも高性能なものが必要となりますので、水冷式クーラーの導入を検討してみるのもよいでしょう。

ただし、ゲーミングPCの場合、CPUよりもビデオカードへの負荷が高く、CPU自体は空冷式クーラーの冷却性能でも十分に冷やすことができます。それに対して、ビデオカードに搭載されたGPUの発熱が大きくなるため、ビデオカード冷却用の水冷式クーラーにも注目が集まっています。現在では、ビデオカードの冷却に対応した水冷式クーラーや、水冷式クーラー自体を搭載したビデオカードも販売されています。また、サイコムからはCPUとビデオカードの両方を水冷で冷却するBTOパソコンも用意されていますので、ハイエンドなゲーミングPCを使用する人はチェックしておきましょう。

なお、水冷式クーラーは「静音性」も大きなポイントです。ヘッドセットなどを使わず、スピーカーから音を出している方や、ゲーム配信を行う方は、静音性を重視して、水冷式クーラーを利用してみるのもおすすめです。

3-3．自作の場合の注意点は？

自分でパソコンを組み立てる自作パソコンの場合、CPUクーラーは、CPUに同梱されるリテールクーラー(純正クーラー)を利用することが多いと思います。リテールクーラーは、IntelやAMDが十分な性能を保証しているものであり、コスト面を考えれば利用しない手はないでしょう。

しかし、十分な性能というのは通常の用途であり、動画編集などCPUへの負荷が高い作業になると、やや物足りなくなることがあります。静音性に関しても、静かとは言い切れないノイズが発生します。特に負荷がかかると、ファンの回転数が上がり、ノイズが大きくなります。

IntelもAMDもハイエンドのCPUにはCPUクーラーが同梱されていないところからもわかるとおり、リテールクーラーにあまり過度の期待は禁物です。予算が許すのであれば、リテールクーラーが付属するモデルでも、冷却性能や静音性の高いCPUクーラーの導入を検討してみましょう。

CPUクーラーの選び方において、大きさに注意と前述しましたが、そのほか、対応ソケットについても注意が必要です。Intel・AMD両対応のCPUクーラーもたくさんありますが、どちらかに特化した製品も珍しくありませんので、必ず購入時には対応ソケットもチェックしておきましょう。装着方法についても、ピンを押し込むだけのものもあれば、バックプレートを利用して固定するものもあり、メーカーによって多種多様です。CPUクーラーの装着が不完全だと、冷却性能が落ち、パソコンの性能自体に影響するので、マニュアルなどを確認しながら、しっかりと装着しましょう。

また、CPUクーラーを装着するときは、シリコングリスを忘れずに塗布しましょう。CPUクーラーによっては、あらかじめ塗布されているものも多くあり、そのまま使用しても基本的には問題ありませんが、冷却性能を重視するのであれば、自分で塗り直すのがおすすめです。

3-4．PCのデコレーションとして選ぶのもおすすめ

PCケースを閉じてしまえば、CPUクーラーを目にする機会はないので、そのデザイン性については二の次となることも少なくありません。しかし、特にゲーミングPC向けに、アクリルなどを使用して、パソコンの内部が見える仕様となっているPCケースもあります。そういった場合はCPUクーラーのデザインにも注目してみましょう。

基本的にCPUクーラーは、性能重視の無骨なデザインが多いのですが、LEDライティングを搭載するなど、見た目も華やかな製品もありますので、購入時はそのあたりもあわせてチェックしておきたいポイントとなっています。

4．サイコムのBTOパソコン

4-1．サイコムについて

CPUクーラーを選ぶ場合、冷却性能や静音性に加えて、大きさ(サイズ)についても注意が必要となります。しかし、実際に組み込んでみないとわからないことも少なくないため、自作などをおこなう場合は慎重にならざるをえません。その点、BTOパソコンであれば、サイズ感などは気にする必要はなく、取り付け自体も、専門のスタッフによって行われるので、初心者でも安心です。ここでは、BTOメーカーであるサイコムのCPUクーラーに関するこだわりを紹介しましょう。

サイコムは、1999年5月に埼玉県草加市にて、インターネットを利用したカスタムPCの販売をスタート。以降、インターネットを主戦場に信頼性の高いBTOメーカーとして、その地位を築いています。BTOでありながらも高いカスタマイズ性が魅力で、保証やサポート面にも力が入れられており、中・上級者だけでなく、初心者にも安心のBTOメーカーとなっています。

4-2．CPUクーラーへのこだわり

サイコムのBTOパソコンでは、Noctua製のCPUクーラーが標準で採用されています。通常使用では、CPUに付属する、いわゆる純正CPUクーラーでも十分な冷却効果は確保できますが、あえて高い静音性と冷却性能を備えるNoctua製を採用しているのは、究極を目指し、妥協を許さない、サイコムのこだわりの姿勢となっています。

サイコムは、選ばれたBTOメーカーとして、Noctuaより直接供給を受けているのも大きなポイントです。CPUクーラーとしての絶対的な性能が世界中で高い評価を受けるNoctua製CPUクーラーの比類なきパフォーマンスを体感できるのは、まさにサイコムならではと言ってもよいでしょう。

4-3．世界唯一のデュアル水冷モデルについて

サイコムの名を一躍有名にしたのが、CPUのみならずビデオカードにも水冷ユニットを組み合わせた、世界唯一ともいえるデュアル水冷モデル「G-Master Hydro」です。

CPUとは異なり、ビデオカードはメーカーに寄って基板のレイアウトなどが異なるため、水冷キットをただ組み合わせれば良いというわけにはいきません。そのため採用例が非常に少ないのですが、海外メーカーとの強いコネクションを活かしたサイコム独自の技術、そして情熱で、ビデオカードの水冷化に成功。唯一無二のデュアル水冷モデルとして大きな話題を呼んでいます。

パソコンの高性能化に従って、CPUだけでなく、ビデオカードの発熱も大きな問題となっています。オリジナリティあふれるデュアル水冷システムによって、高い冷却性能と静音性を実現し、安定した動作と高いパフォーマンスを両立する「G-Master Hydro」は、まさに唯一無二のハイエンドゲーミングPCなのです。

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4-4．おすすめのBTOパソコンモデル

サイコムでは、デュアル水冷の「G-Master Hydro」のほかにも、CPUクーラーにこだわった、ゲーミングPCや動画編集向けのハイエンドPC、静音PC、水冷PCなど様々なモデルをラインナップしています。

究極の静音を目指す「Silent Master PRO」

以前より、静音PCへ積極的に取り組んできたサイコムですが、新たにラインナップされた「Silent Master PRO」シリーズは、Intel製の低電圧版CPUとファンレス仕様のNoctua製CPUクーラーを組み合わせた、まさに究極の静音PCとなっています。

サイコム独自のチューニングにより、低電圧版のCPUでも本来の性能以上のパフォーマンスアップが図られており、ビデオカードも「GrForce RTX 4060Ti」を標準搭載。PCゲーム用途でも利用できるパフォーマンスを秘めています。

電源ユニットもセミファンレス仕様。公的第三者機関の無響室にて静音・冷却検証が行われているので、信頼度も抜群の静音PCとなっています。

水冷ユニットでハイエンドPCも問題なし「Aqua-Master」

ASETEK製の水冷ユニットを採用し、ハイエンドPCのパフォーマンスを存分に引き出すのが「Aqua-Master」シリーズ。標準ではCPU内蔵のグラフィックス機能を使用しており、静音性の高さも注目のモデルです。

BTOパソコンならではのカスタマイズでビデオカードを追加することもできますが、動画編集などの用途で、とにかくハイエンドCPUを安定して、さらに静かに利用したいという方におすすめのラインナップとなっています。

ライブ配信にも最適な水冷ハイエンドPC「Lepton Stream Box」

映像編集やライブ配信などに最適化された、プロフェッショナル向けを謳う「Lepton」シリーズの中でも、「Lepton Stream Box」は、配信者向けとして特化された水冷システム搭載モデルとなっています。

1080p/60fpsの録画・配信に対応したキャプチャーボードが搭載されているのが特徴で、配信者に便利なUSBポートが豊富に用意されているのもポイント。せっかくゲームをプレイするのであれば、配信もやってみたいという希望を叶える1台に仕上がっています。水冷ユニットが採用されているので、配信中にパソコンのノイズが邪魔にならないのも大きな特徴と言えそうです。

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5．まとめ

CPUクーラーは、CPUの発熱を抑えることによって、安定した動作、そして正常なパフォーマンスを引き出すための重要なパーツです。特にハイエンドのCPUを使用する場合やオーバークロックなどを行う場合は、より効率的な冷却が必要なるので、適切なCPUクーラーを組み合わせることが大切です。

CPUクーラーには、空冷式クーラーと水冷式クーラーの2種類があります。空冷式クーラーは、低コストで導入できるのが特徴で、取り付けも難しくないので、初心者でも安心して利用できます。一方、水冷式クーラーは価格も高く、導入のハードルはやや高めですが、冷却性能は空冷式より高く、安定して高いパフォーマンスを引き出せます。静音性が高いのも水冷式のメリットとなります。

CPUクーラーを選ぶ場合は、自分のパソコンの構成にあわせて最適なものを選ぶことが重要です。ミドルレンジクラスのCPUであればCPUに同梱されるリテールクーラーでも十分な場合もありますが、予算に余裕があれば、冷却性能や静音性に優れたCPUクーラーを検討してみましょう。その際、PCケースにちゃんと収められるか、メモリなどのパーツと干渉しないかなど、サイズ感の見極めも重要となります。

パソコン、特にCPUのパフォーマンスをフルに発揮するためには、適切なCPUクーラーを組み合わせることが大事です。本記事を参考にして、最適なCPUクーラーを選び、快適なパソコン環境を構築しましょう。

また、水冷や高性能空冷あればエアコンや室温管理は要らないと思われがちですが、ゲームを長時間行ったり、負荷が高いような作業を行う際には、エアコンなどを利用して室温を管理し、パソコンにとって良い環境を維持することもパソコンの性能を発揮するには大事な事です。

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