GPU冷却でビデオカードの性能をフルに引き出す

テストマシンのポイントとなる各パーツ

　今回の特集の第三回で解説したとおり、GeForce系の安価なビデオカードがフルパワーを出せるのは負荷がかかり始めてから数分程度で、それ以降はクロックが若干落ちたり短時間で上下に変動したりする場合がある。独自設計モデルにはクロックが変動しないものもあるが、そうした製品は同じGPUでもやや割高だ。そこでここでは下の構成で作ったゲーミングPCをベースに、安価なビデオカードのクロックを下げずに運用するにはどうすればよいかを試行錯誤してみたい。

今回選んだビデオカード「玄人志向 GF-GTX760-E2GHD/OC/SHORT」

　ビデオカードに安めの製品を選んだことから、そのほかのパーツ構成もスタンダードなものを中心とした。CPUはゲームに最適なCore i5、SSDは低価格＆大容量で売れ筋のものを選択した。

今回選んだPCケース「CORSAIR Obsidian 750D」

今回選んだCPUクーラー「Thermalright TRUE Spirit 120M Rev.A」

　ただ、PCケースの選定については多いに悩んだ。左サイドにファンマウンタがあり、ビデオカードの真横から風を吹き付けられるタイプを選べば、ビデオカードの冷却は至極簡単だが、当たり前過ぎておもしろくない。そもそも最近のゲーマー向けPCケースは中を見せることにこだわっているため、サイドはアクリルウィンドウ化され、ファンマウンタを持たないものが増えている。ならばその主流に乗っかりつつ、ビデオカードの冷却は強化できるのか？というお題を立ててパーツを選択してみた。ちなみに、性能面に影響はないが、マザーとメモリはケースのブラックに映えるレッドをアクセントにしたデザインのものを選んでいる。

　それでは、実際に稼働させた試行錯誤の過程を紹介しよう。

GPUファンの回転数増加で第1の目的は達成したが……

　最初にとりかかるのは今あるファンの回転数アップだ。GPUの冷えとクロックの安定で得られるリターンがファンノイズ増大のデメリットを上回っていればよい。

GPUファン設定

ファン回転数アップ後の動作音/各部の温度/GPU Boostの動作状況

　マシンを組んだ直後の状態で高負荷時のファン回転数の上限値をHWiNFO64＋RTSSの合わせ技でチェックすると、GPUファンは負荷開始5分後、80℃以上で最高76％（2,550rpm）まで上がっていた。

　そこでAfterburnerを使い、70℃で90％まで上がるように設定。低発熱時の回転数を変更しないでおけば、アイドル時の静音性は維持される。この条件で試したのが右の結果。GPUの温度は79℃前後を上下するようになり、クロックは見事1,162.7MHzに固定された。しかし一方で、ファンの回転数は実測で94％（3,210rpm）となったため、ファンの風切り音が耳に付くマシンになってしまった。クロック固定という目的は達したものの、静音性確保という観点では失敗と考えたい。

GPUファンの回転数増加後の3DMarkの結果

GPUファンの回転数増加後のトゥームレイダー ベンチマークの結果

天板へのファン増設はビデオカード冷却に効くのか

【天板にファン増設可能】
Obisidan 750Dは、側面へのファン増設はできないものの、天板と底面への増設が可能。ビデオカードに直接風を当てることはできないが、ある程度の効果が見られた

　次はファン増設による冷却効果をチェックする。上記でも触れたとおり、ケースの天板には3基のファン取り付け穴があるが、このうち1基にCorsairのAF140 Quiet Editionを装着してテストした。効果の差を見るために、GPUおよびケースファンの回転数設定はデフォルトに戻して実験している。

ファン増設後の動作音/各部の温度/GPU Boostの動作状況

【サイドファン増設が一番楽か】
手軽さの面で言えば、ビデオカードの真横にファンを増設できるケースが一番簡単。しかし大型カードとの干渉やファンノイズの増大、さらにケースを開ける際電源ケーブルに負担をかけるなど、デメリットもある

　結論から言えば、天板ケースファンの増設によるGPUへの影響は確かにあった。GPUの温度低下は数値的には1℃だが、ノーマル状態よりもGPUのクロックの安定度は高かった。だが、残念ながらクロック完全固定にはいたらなかった。ただ一度クロックが落ちはじめたら落ちっぱなしではなく、しばらく経つとまた1,162.7MHzに上がるという動作になる。またファンの増加により、体感的にはわずかだが明らかに“ファンが回ってる感”が増した。ビデオカードにも効果はあるが、天板ファンはやはりCPU付近の熱気を飛ばすもの、と考えたほうがよさそうだ。

ケースファン撤去は必須だが冷却＆静音性は格段に向上

　ビデオカードへのH110の組み付けはさほど難しくないが、ケースへの組み込みに少々手こずる場面があった。H110は14cm角ファンを2基使用するため、底面のスペースは使えない。天板への設置となるが、標準搭載の背面ケースファンとラジエータ基部やパイプが干渉するので、ケースファンは撤去した。

Kraken G10をケースに装着

Kraken G10装着後の動作音/各部の温度/GPU Boostの動作状況

　こうした苦労のかいあって、高負荷時でも温度は50℃台前半、もちろんGPUクロックも1,162.7MHzでずっと安定する。さらにGPUコアを定格＋150MHzにOCした場合でも安定動作（最大クロックは1,306.5MHz）。冷却強化でマージンが増え、静かでより高性能なマシンに仕上がったのだ。

　水冷化後の静音性も格段に向上した。ポンプ由来のノイズは出るものの、ノーマル状態のファンノイズほど気にならない。

　しかし、この手法の問題点は手間よりもコストだ。今回のプランに必要な費用は約2万円。手持ちのビデオカードの強化ならまだしも、これから新たにビデオカードを買うのであれば、MSIのN760GTX Twin Frozr 4S OCなどのような標準で静か、かつクロックが落ちないGPUクーラーを装備した製品のほうが安上がりではある。だが高負荷時でも50℃台という領域に到達できるのは水冷しかないのだ。

ビデオカード水冷化後の3DMarkの結果

ビデオカード水冷化後のトゥームレイダー ベンチマークの結果

[Text by 加藤勝明]