おはこんばんにちわ🎵
電源ユニットについての解説をします。
電源ユニットで見るべき項目と、選び方についても説明していきます。
よろしくおねがいします。
その他パソコンに関連する総合まとめは以下のサイトで紹介させていただいています。
ゲーミングモニターもこちらで確認することが可能です。ぜひ見ていってください。
PSU：Power Supply Unit
電源ユニット
PC本体のCPUやグラボ等に電気を供給し、動作を安定させる大切なパーツ
AC100Vの電気をDC12V、DC5V、DC3.3Vに変換し、ケーブルを通してCPUやグラボ、マザーボード、メモリに電気を供給します。
電源ユニットの中にはアルミ電解コンデンサやダイオード、トランスなどの半導体が多く入っています。
おすすめは「850Wの80PLUS GOLD、日本製コンデンサ搭載電源ユニット」です。
850Wもあれば余裕を持たせつつミドルレンジやハイエンドまでのグラボを1つだけ搭載しても動けます。
最低でも650Wはあってもいいですが、将来的な余裕を持たせるためにも850Wで十分かなと考えています。
80 PLUSについては、Goldで十分だと思います。
電源ユニットに関しては多くのメーカーから製品があります。
| タイトル | 内容 |
|---|---|
| 玄人志向 | KRPW – BK |
| Corsair | AX HX RM SF |
| Thermaltake | Toughpower PF3 |
| COOLER MASTER | MWE Bronze V2 V Platinum |
| FSP | HYDRO PTM PRO HYDRO G PRO DAGGER PRO |
| ANTEC | NeoECO |
| DEEPCOOL | PX PK |
| SilverStone | SST-DA SST-ST SST-SX SST-ET SST-VA |
| Seasonic | VERTEX FOCUS |
| MSI | MEG MPG MAG |
| FRACTAL DESIGN | Ion+2 ION |
| ASUS | ROG TUF-Gaming |
| LIAN LI | LL-EDGE |
| Super Flower | LEADEX Ⅶ |
・電源ユニットのサイズ
・電源容量
・ケーブルの種類
・80PLUS認証のグレード
・105℃電解コンデンサの採用チェック
といったあたりが大切になってきます。各項目についてそれぞれ説明していきます。
サイズはいずれでもOKですが、迷ったらATXで基本は問題ないと思います。
SFXは小さめのサイズなのでスリム型やキューブ型の自作PCの選択時には気を付ける程度でほとんどのパソコンケースはATX対応となっています。
| 規格 | サイズ | 内容 | 備考 |
|---|---|---|---|
| EPS | W150mm x D140-180mm x H86mm | ATXの強化版 | ハイエンドやサーバー向けPC |
| ATX | W150mm x D140-180mm x H86mm | 一回り大きい | 一般的なデスクトップPC |
| SFX | W125mm x D100mm x H63.5mm | 小さめのサイズ | スリム系自作PCで多く使われる |
想定されるパソコンのパーツの合計使用電力の2倍を目安にするのがいいでしょう。
理由としては以下の通りです。
・パーツを増設する際の余裕を持たせる
・電源ユニット自体の劣化阻止
・変換効率50%が一番効率よくできていることが多い
以下の表を参考にしてみて下さい。
想定使用電力が450W程度であればその倍の電源容量の900Wのものを購入すれば大体安心でしょう。
| パーツ | 電源容量 | 備考 |
|---|---|---|
| CPU | 150W程度 | intel Core i9 14900でもこれくらい 割と多めの容量を要する |
| グラボ | GeForce RTX4070 ⇨ 200W GeForce RTX4080 ⇨ 320W | グラボは電源容量を多く必要とする グラボ次第で電源容量を増やすのがいい |
| メモリ | DDR5メモリ ⇨2枚セットで15W程度 | |
| NVMe SSD | 1枚で25W程度 | |
| HDD | 1本で30W程度 | |
| SSD | 1本で10W程度 | |
| 合計 | GeForce RTX4070 ⇨ 430W程度 + α GeForce RTX4080 ⇨ 550W程度 + α |
コンピュータ用電源ユニットの電力変換効率に関する規格の1つ
下の表を見てもらうとわかりますが、負荷率50%が一番変換効率が良いという結果になっています。
ですので、負荷率50%ということで、想定使用電力の2倍の電源容量が良いといわれる理由です。
また、変換されない電力は熱となり電源ユニット自体の発熱になります。これらはファンによって熱放出されていきます。
なのでロスを少なく抑えられるように変換効率がいいものを使用すると熱が発生しにくくなり長持ちするということになります。熱が発生しにくくなるということはファンなどの負荷が減るので長持ちしやすくなります。
とはいえ、グレードが高くなるほどお値段も跳ね上がっていくので、80PLUS GOLDが一番コスパがいいでしょう。
| ランク | 負荷率 20% | 負荷率 50% | 負荷率 100% | おすすめ |
|---|---|---|---|---|
| TITANIUM | 92% | 94% | 90% | |
| PLATINUM | 90% | 92% | 89% | |
| GOLD | 87% | 90% | 87% | |
| SILVER | 85% | 88% | 85% | |
| BRONZE | 82% | 85% | 82% | |
| STANDARD | 80% | 80% | 80% |
おすすめするなら、フルプラグインのものになります。
直結タイプのケーブルと比べても大きく値段は変わらず、デメリットがありますがそれはあまり大きく影響しないものなので、メリットが多くある点が言えるでしょう。
デメリットは接触抵抗によって供給される電力量がわずかに減ることだけですが、大きくパフォーマンスが落ちることは基本ないからです。
| 方式 | 内容 | 備考 |
|---|---|---|
| フルプラグイン （モジュラー方式） | 全てのケーブルが取り外し可能な形式 必要なケーブルだけを電源本体に差していく | ユニット回りがスリム化する |
| セミプラグイン （セミモジュラー方式） | CPUやマザーボードを動かすケーブルだけが直結 その他のケーブルは全て取り外し可能な形式 | フルプラグインと直付けの 中間的な立ち位置 |
| 直付けタイプ （ノンモジュラー方式） | ケーブルが全て電源本体に繋がっている | 電源ユニット回りが混雑する |
capacitor（旧：condensor）
電気を蓄え、電圧を安定させる部品
製品としては2種類あり、「85℃電解コンデンサ」と、「105℃電解コンデンサ」があります。
それぞれ高温使用環境での上限が85度と105度と定められています。
電源ユニットのすべてのコンデンサに105℃電解コンデンサが搭載されているのが理想です。
日本メーカーのコンデンサは高品質であり、105℃電解コンデンサが主流です。
「日本製コンデンサー採用」はアピールポイントとしてよく利用されています。
日本メーカーのコンデンサーは日本ケミコンやニチコンがあります。
また、台湾メーカーでも105度電解コンデンサはあります。
電解コンデンサーの中身は薬液と電極が入っています。
極端なイメージでいうと、バッテリーの超小型軽量版。そこで出てくるのが105℃品と85℃品、いずれも対応動作環境温度の違いによる寿命の差です。
105度の高温環境でも一定時間安定した仕様通りの性能が出せるもの
高温環境で使うことで化学反応が早まりあっという間に寿命を迎えます。例えば連続で負荷のかかるゲームをして、CPUやグラボの熱によりPCケース内が60度ぐらいになった時
単純計算、85℃-60℃=25℃の余裕
105℃品の場合、105-60＝45℃の余裕が生れます。
熱いと反応が早まる≒寿命が早まる為、温度に余裕のあるものはそれ相応の長寿命となります。冷却をしっかりし、人の過ごしやすい温度と同じぐらいの環境であれば、85℃品でもなんら問題無いです。
実際は個体差、容量別、対応電圧、変化する温度環境によって寿命に差が出るため
電源やマザーボード等には、余裕を持たせて長寿命にもなる105℃品が多く使われています。
同時に、製造時に品質が良くないと105℃対応品は作れないのもあります。
| パーツ | 内容 | 備考 |
|---|---|---|
| コンセントから通して交流100Vの電気が入る コンセント ⇨ AC100V | ヒューズ | |
| 入力回路 | 交流電源を抑制する保護回路 | ノイズ軽減フィルタ |
| 1次側・整流回路 | 交流⇨直流に変換 AC100V ⇨ DC100V（不安定） | ダイオード |
| Active PFC回路 | 交流⇨直流を平均化して高効率化 PFC：Power Factor Correction「力率改善」 | MOS-FET（電界効果トランジスタ） コイル |
| 1次側・平滑回路 | 直流の脈流を安定化 DC100V（不安定）⇨ DC100V（安定） | アルミ電解コンデンサ |
| スイッチング回路 | パルス状の電力に変換 出力電圧を維持 | MOS-FET（電界効果トランジスタ） PWMコントローラ（制御用チップ） PWM：pulse width modulation（パルス幅変調） |
| トランス（変圧器） （12V電圧降下回路） | 各PCパーツが必要とする電圧に近い電圧に変換 ここで直流⇨交流に変換 DC100V ⇨ AC12V | 変圧器 |
| 2次側・整流回路 （12V直流化回路） | 交流⇨直流に変換 AC12V ⇨ DC12V（不安定） | ダイオード |
| 2次側・平滑回路 | 交流⇨直流を平均化して高効率化 DC12V（不安定）⇨ DC12V（安定） | コイル アルミ電解コンデンサ |
| DC/DCコンバータ | 12Vを5Vと3.3Vに変換する DC12V ⇨ DC5V ＆ DC3.3V | DC/DCコンバータ |
| モジュラーケーブルを通して各パーツに電源を供給 DC12V：ATX、SATA、CPU用補助コネクタ、GPU用 DC5V：ATX、SATA DC3.3V：ATX、SATA | ケーブルの色は以下 12V：黄色 5V：赤色 3.3V：橙色 0V：黒色（GND） |
AC：Alternating Current
交流
電圧を大きくして電流を小さくして送電する方が熱を発生しにくいので、発電所から各所に送る電気は全て交流になります。
それに直流だと遠距離での電気エネルギーの損失が大きくなるので基本は交流で送電されます。
DC：Direct Current
直流
電圧と電流が一定なので、安定した電源供給が可能になります。
家庭用電子機器は基本直流で動いています。そのため、コンセントから得られるAC100VをDCに変換します。
アルミ電解コンデンサは「105℃電解コンデンサ」を採用しているものだと耐久性が高く、長持ちしやすいです。
MOS-FET（パワートランジスタ）が特に熱を帯びやすいので、他の部品と離れているのがベストです。
| 端子コネクタの種類 | 接続先 | PINの数 （PSU側） | PINの数 （接続先） | 備考 |
|---|---|---|---|---|
| ATXメインコネクタ | マザーボード | 18pin+10pin | ・ATX24pin ・ATX20+4pin | マザーボード用 |
| ATX12Vコネクタ EPS12Vコネクタ | マザーボード | 8pin | ・4pin ・4+4pin ・8pin | CPU用補助電源 PCI-E電源コネクタと共通 |
| PCI Express電源コネクタ | グラフィックボード | 8pin | ・6pin ・8pin ・6+2pin | グラボ用で汎用 ATX12Vコネクタと共通 |
| 12V-2×6コネクタ 12VHPWR電源コネクタ（旧） | グラフィックボード （新規格） | 12+4pin | ・12+4pin （16pin） | グラボ用で最新の規格 ハイエンドグラボで使われる 新しい12+4pin用のコネクタを新設 |
| SATA電源コネクタ | 3.5inch HDD 2.5inch SSD | 6pin | ・15pin | 2.5 inchSSDや3.5inch HDDで使われる ペリフェラルと共通 |
| ペリフェラル4ピン端子 | 古い端子 | 6pin | ・4pin | 使われなくなった SATA電源コネクタと共通 |
| FDD用端子 | 古い端子 | 使われなくなった |
PSU：電源ユニット
別名：「ATX電源ケーブル」「メイン24ピン端子」「ATX24ピン」
マザーボードに接続する端子のうち、マザーボードに取り付けられるすべてのパーツの電源供給を目的としています。
チップセット、ファン、メインメモリや拡張カードスロット（特にグラフィックボード）への電源供給に使われます。
こちらは必ずあるものになります。セミプラグインの製品では固定されていることが多いです。
現在のATXは24pinですが、古いマザーボードだと20pinの場合があります。
20+4ピンメインコネクタとして両方に対応できるように売られていることもあります。
ATXメインコネクタは2種類あります。
・ATX24pin
・ATX20+4pin
ATX20+4pinが採用されているものだと親切ですが、今のマザーボードの主流はATX24pinですので気にしなくて大丈夫でしょう。
別名：「CPU補助電源コネクタ」「ATX12V端子」「4ピン/8ピン12V電源コネクタ」「4ピン+4ピンCPU電源コネクタ」
マザーボードに接続する端子のうち、CPUへの電源供給を目的としています。
ATX12VとEPS12Vの両方の規格があり、CPUの使用電力によってコネクタの数が変わってきます。
ハイエンドマザーボードではEPS12Vを2つ備えられている製品があります。
CPU補助電源コネクタは、3種類あります。
・ATX12Vに対応した「4pin」
・EPS12Vに対応した「8pin」
・ATX12VとEPS12Vに対応した「4+4pin」
4+4pinが採用されているものだと親切です。
EPS12Vはもともとサーバー向けマザーボードから普及したのでその名残で使われています。
サーバー向けは電力を多く使うのでEPS12Vという規格ができたのですが、家庭用の一般的なマザーボードのうちハイエンドのシリーズでは電力を多く使うようになったのでEPS12Vが使われるようになった経緯があります。
消費電力の高いグラフィックボードに接続する端子です。
こちらはグラフィックボードの使用電力によって接続するピンの種類と数が変わります。
ハイエンドグラフィックボードにもなると8pinを2本や3本使う例もあります。
PCI Express電源コネクタは、3種類あります。
75Wの電源供給ができる「6pin」
150Wの電源供給ができる「8pin」
75Wと150Wいずれも対応できる「6+2pin」
6+2 pinが採用されているものだと親切です。
製品によってなんですが、高容量の電源ユニットの場合は6本を備えられている場合があります。
これはハイエンドのマザーボードとグラフィックボードを使用する場合の想定になるでしょう。
「CPU補助電源コネクタ」と「PCI Express電源コネクタ」は同じコネクタを使います。
電源ユニット側の該当のコネクタを見るとメーカーによりますが「ATX12V / PCI-E」や「CPU ＆ PCI-E」等と書かれてあります。
CPU用に2本、PCI Express用に3本で使ったりすることもあります。
グラフィックボード単体だけで考えてみます。
合計で300W～400Wのグラボであれば、1本150Wを3本使って450Wの電力供給になります。
GeForce RTX 3080あたりだと320W～340Wあたりなので8pinを3本の構成になっていることがあります。
また、複数の8pinを変換ケーブルで1本にまとめて12VHPWRにして繋げていることもあります。これはグラフィックボードの製品によって異なります。（※12VHPWRは問題があるため採用されなくなっています）
下のASUSのページでは繋げ方の一例が書かれてあります。
消費電力の高いグラフィックボードに接続する端子のうち、全く新しいものです。
ATX3.1という規格の中で策定されており、実質的に12VHPWRのバージョンアップ版です。
今後の主流となるものはこちらになるでしょう。
最大600Wの電源出力をサポートすることが可能になります。
ハイエンドグラフィックボードでは12V-2×6コネクタを使うことが増えることが予想されます。
RTX4080やRTX4090で実際に使われています。
こちらでは今後増えていくことになると思いますが、電源ユニットのコネクタに12V-2×6専用のものができる可能性が高いです。こちらは最新の規格のATX3.1を採用しているのであればそうなっている場合があるので確認してみてもいいと思います。
その場合では12+4pinで12が大きめで4が小さめのピンの組み合わせで電源ユニット側のコネクタにあるはずです。
消費電力の高いグラフィックボードに接続する端子のうち、全く新しいものです。
ATX3.0で大量に電力が必要となったハイエンドグラフィックボードに潤沢な電力を供給するために新しく策定された種類となっています。
ただ、問題点が出ておりこの世代においては1世代で終了となっています。
２つ以上の8pinを合流して１つのコネクタにするので場合によっては電気の流れが偏ることがあり、それが問題視されていました。
また、グラボに差し込む12+4pin側コネクタの方で差し込みが甘いとそこから電気が漏れてしまいショートする事案もあったそうです。
そうして、置き換わったのがバージョンアップされた12V-2×6コネクタになります。
HDDやSSD、光学ドライブ等に用いられる汎用コネクタです。
HDDやSSDに差し込む方のコネクタをよく見るとL字型で15pinあります。
電源ユニット側では6pinのコネクタです。ペリフェラル4pin端子とは共通のものになります。
現在では全く使われなくなった端子です。
昔は主流となっていたものがあったので使われていました。すべてPCIeやSATAを使う製品に置き換わっています。
ペリフェラル4ピン端子
昔のHDDやDVDドライブに使用されていた「IDE接続規格」の端子です。
電源ユニット側では6pinのコネクタです。SATA電源コネクタとは共通のものになります。
FDD用端子
FDD（フロッピーディスクドライブ）用の端子です。
Active PFC設計
| タイトル | 内容 | 備考 |
|---|---|---|
| OPP | 過負荷保護 Over Power Protection | 電源ユニットが供給可能な最大電力を 超えた場合に動作を停止する。 |
| OCP | 過電流保護 Over Current Protection | 過剰な電流が流れた際に 回路を遮断する。 |
| OVP | 過電圧保護 Over Voltage Protection | 設定された電圧の上限を超えた場合に 電源を遮断する。 |
| UVP | 低電圧保護 Under Voltage Protection | 電圧が一定基準を下回った場合に 動作を停止する。 |
| SCP | 短絡保護 Short Circuit Protection | 短絡が発生した際に即座に 電源を遮断する。 |
| OTP | 過温度保護 Over Temperature Protection | 電源ユニットが過熱した際に 自動で動作を停止する。 |
| NLO | 無負荷運転保護 No Load Operation Protection | 負荷が接続されていない状態でも 安全に動作する。 |
| SIP | サージ・突入電流保護 Surge & Inrush Current Protection | 突発的な電流変動や サージ電圧から保護する。 |
詳しいことは以下の記事が参考にできると思います。詳細にまで書かれていてすごいと思います。
保護回路は電源ユニットのみならず、パソコンパーツの故障を未然に防ぐことができます。
電気を使うのでショート等してしまうと、パーツから火災が発生する可能性もあるので保護回路は必要な機能です。
電源ユニットはパソコンの安定動作のためにも余裕をもって大きめの電源容量を持つものを選んでおきたいですね。
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星詠れいのTwitchリンク
こちらは主に活動しているTwitchのチャンネルです。
こちらの方で配信を行っています。
基本的にはアーティストを使って世界1位のカラスダウン数を目指していくというものになっています。
星詠れい自体はリアルの方で発達障害や社会不安障害などを抱えており、一般的に言うとものすごく人見知りします。そしてあまりしゃべらないような人です。
配信でも基本的には自発的に話すようなことはしないのですが、話題を振って頂いたら基本的にはお返しするように頑張っています。
他の多くの配信者のようにおしゃべりが得意といったそういった特徴は持ち合わせていません。
そこで配信にとっては不利になってしまいます。
それでもDBDのアーティストって楽しいんだよという魅力を伝えていくために活動しています。
よければぜひ遊びに来てください。お待ちしています！
星詠れいのYouTubeリンク
こちらはYouTubeの星詠れいのチャンネルになります。
こちらでは、配信での切り抜きがメインとなります。
主にプレイするゲームはDead by Daylightです。その中でもアーティストのみを使っています。
主に取り扱う切り抜きは以下の通りです。
・全滅をとるのに非常に大変だった試合
・難易度の高いチェイス中2連カラスを達成した試合
・一人でも通電後に逃げられた人がいた試合
になります。他の方とは異なる形のものをあげていきます。
星詠れいは負けても全然問題ないですし、それも魅力の1つだと思っています。
むしろ、負けた試合から何かを学べることも大事だと思いますので恥など感じず公開していきます。
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よろしくお願いします。
