コンピュータを組み立てるのは簡単だが、そのために必要な電気工学的な技術についてはあまり知られていない。例えば、マザーボードはCPUの電力供給をどのように管理しているのでしょうか？電圧レギュレーター・モジュール（VRM）を通してです。しかし、VRMとは何なのか、そしてそれがCPUのパフォーマンスにどう影響するのか？このガイドでは、これらの疑問にお答えします。
VRMとは？
マザーボードのVRMは、コンデンサー、チョーク、MOSFETなどの電子部品で構成され、CPUやGPUが安定した電圧でクリーンな電力を供給できるようにする重要なものですが、あまり評価されていません。
劣悪なVRMは性能の低下を招き、負荷がかかった状態で機能するプロセッサーの能力を制限します。特にCPUのオーバークロック時には、予期せぬシャットダウンにつながることさえあります。これは、VRMヒートシンクの不良やVRMの冷却不足が原因で起こる可能性があります。
ヒント：熱くなったCPUの 温度をチェックし、冷却する方法をご覧ください。
VRMの仕組み
VRMの最初の仕事は、コンピュータの電源から供給される12ボルトの電力を、使用可能な電圧に変換することです。プロセッサーの場合、これは通常1.1Vから1.3Vの間です。内部のデリケートな電子機器は、電圧が高すぎると簡単にショートしてしまいます。プロセッサーに電力を供給する際には精度も重要であり、必要な電圧を可能な限り正確に供給しなければならない。そのため、VRMは単純なワイヤーより複雑なのだ。しかし、基本的には降圧コンバーターであり、電圧を適切なレベルまで正確に降圧する。
VRMは3つの部品を使ってその仕事をする：MOSFET、インダクター（チョークとも呼ばれる）、コンデンサーだ。そのすべてを制御する集積回路（IC）もあり、PWMコントローラーと呼ばれることもある。単相VRMの簡略化した回路図を使って、この構造を視覚化することができます。
多相VRM
現代のコンピュータは、単相VRM以上のものを必要とします。最新の電力システムでは、多相VRMが使用されています。多相は、電力負荷を物理的により広い範囲に分散し、発熱と部品へのストレスを低減するだけでなく、効率と部品単価に関連するその他の電気的改善をもたらします。
最新のマルチフェーズVRMの各フェーズは、必要な電力のごく一部を供給し、交代でCPUに電力を供給します。各フェーズを個別に見ると、矩形波として可視化される短時間の電力が供給されます。
各フェーズのバースト電力は、最後のフェーズからずらされているため、一度に1つのフェーズだけが動作していても、電力総量が変化することはありません。これにより、スムーズで信頼性の高い電源、つまりCPUが最適に機能するために必要な「クリーン」な電源が得られる。簡略化したシステムの動作を以下に示します。
VRMのフェーズ番号と真実の広告
VRMは通常、"8+1 "または "10+1 "のように販売されています。プラスの前の数字は、CPUの電源クリーニングに特化したフェーズ数を示します。プラスの後の数字は、RAMなど他のマザーボードコンポーネントに電力を供給するために残されたVRMのフェーズ数を示します。
最初の数字が「12+1」、「18+1」など8より大きい場合、または最高のゲーミングマザーボードのようにさらに大きい場合、メーカーは多くの場合、ダブラーと呼ばれるデバイスを使用します。ダブラーは、ボードに追加のフェーズを組み込むことなく、既存のフェーズの利点を倍増させることができます。
これは、完全に分離されたフェーズほど効果的ではありませんが、低コストで電気的な改善を可能にします。また、メーカーにとっては、わずかな出費で買い手向けの数値を上げることができるため、しばしば活用されている。VRMはどのように性能を向上させるのか？
VRMの目標は、クリーンで信頼性の高い電力を供給することである。しかし、基本的なVRMでも、ミドルレンジのCPUを純正の速度で維持するのに十分な性能を提供することができます。オーバークロックやコンポーネントの限界に挑戦する場合は、VRMの品質がより重要になります。
オーバークロッカーは、信頼できる部品から作られたVRMを探すべきである。部品が安物だと、負荷がかかったときに十分な電圧を供給できず、不意のシャットダウンを引き起こす可能性がある。最適なエアフローを確保するために適切な吸排気構成を確保すれば、VRMヒートシンクをさらに冷却することができ、そのような状況を防ぐことができる。VRMの部品で最も変化しやすいのは、コンデンサーとチョークである。
リーク耐性のあるコンデンサを探してください。これらはしばしば「日本製コンデンサ」、「暗色コンデンサ」、「固体コンデンサ」などの名前で販売されている。高オーバークロックには、より良いチョークも必要です。スーパー・フェライト・チョーク（SFC）」や「プレミアム合金チョーク」などの名称で販売されています。また、MOSFETの一部または全部にヒートシンクがあり、可能であればフィン付きであることも確認してください。さらに、Core i9-13900K、Ryzen 9 7950X、Ryzen Threadripper CPUのような高出力のCPUを購入する人は、マザーボードに良質なVRMが搭載されていることを確認する必要がある。多くのメーカーはこの点でThreadripperに対応しているが、これほど電力を消費するCPUでは、できるだけ頻繁にクリーンな電力を得られるようにすることが超重要だ。
マザーボードのVRM - 賢明な選択
VRMの知識があっても、高品質のVRMを搭載したマザーボードを買うのは難しいかもしれません。コストだけではほとんど役に立ちませんし、前述のようにマーケティング資料は意図的に誤解を招くことがあります。コンポーネントや部品番号に関する詳細な情報は、消費者が簡単に入手できるものではありません。
ハイエンドCPUをオーバークロックするためのゲーミングマザーボードを購入する前に、独立したレビューを見たり読んだりするのがベストです。良いマザーボードを購入する際には、以下のヒントを参考にしてください：
- Asus、ASRock、MSI、Gigabyteなどの信頼できるメーカーのミッドレンジまたはハイエンドマザーボードを購入する。
- スペック表だけでは全体像はわからないが、理想を言えば、8フェーズのVRM以下のマザーボードは買わないこと。
- 特定のモデルを最終決定する前に、複数の情報源からレビューを参考にしてください。また、候補に挙げたモデルに関するRedditユーザーのフィードバックも参考にしてください。
- CPUをオーバークロックする場合でも、アンロックされたZシリーズのIntelチップセットであっても、高品質のマザーボードに160ドルから180ドル以上を費やす必要はありません。
- 基本的なユーザーであれば、有名メーカーの格安マザーボードでも十分すぎるほどだ。
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