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【PC】マイマシングレードアップ ~Prescott 熱設計編~ 第二版
一部上級者編を修正しました。

今日からEP4ですねぃ~。
今日はつながらないとみたっ!!

前回の予告で今回はCPUクーラーと申しましたが、あまりにも不透明だったため、
まずはCPUとリテールファン(CPU買うと付いてくる付属品のCPUファン)の仕様を確認しました。
ちと難しい話しになってしまうので、初級者向けと上級者向けに分けました。熱抵抗とか雰囲気温度とかわかる人は上級者編に進んでください。

また、今回参考にしたのはIntelサイトで公開されているデータシートを元にしました。
最高温度とワッテージだけならこちら
Pentium4 prescottのデーターシート(英)はこちら


(1)初級者編  
あなたは今、6畳一間の部屋にいます。部屋の温度は15℃としましょう。
寒いです。そこであなたはストーブを持ってきてつけたとしましょう。
でもこのストーブ放っておくと熱くなり過ぎて消えてしまいます(笑)
そこであなたは、扇風機を持ってきてその熱を部屋全体に行き渡らす
ことにしました。今度は順調です。いい感じでした。ところが、温度調整が
できないので、どんどん熱くなり、38℃まで上がったら落ちました。
(消せよ^^;)
次にあなたは窓を開けました。これは正解でした。さらにもっとちょうどいい
温度にするために窓に換気扇を付けました。これでようやく30℃にて
落ち着きました。
そうです(笑)。CPUがストーブで、部屋がパソコンのケースです。
Pentium4 Prescottのリテールファンは30℃までは一定の回転ですが、
そこから回転が上昇し38℃まできたところでCPUの冷却能力がマックスに
なるように設計されています。38℃を測定しているのはファンの吸入あたり
の空気の温度です。
つまり、あのウルサイCPUファンを黙らせるには、PCケース内の温度を
窓を開けたり、換気扇をつけることにより30℃以下に保てばいいわけです。
一見CPUの温度を下げることばかり考えてしまいますが、実はリテールファン
はこういうことになっています。
また、どうしてもCPUの温度を監視したいという方は、上のリンクにあります
最高動作温度をみましょう。Pentium4 560なら73℃となります。

※計算結果はあくまで計算です。必ず実機で確認しましょう。
※本計算はあくまで標準の使い方をした時のものです。改造した時はこの通りではありません。
※作業は自己責任で行いましょう。この記事についての責任はとれません。



(2)上級者編
CPUの熱計算は下記式にて決定できます。

Tamax=Tcmax-θca×Wmax 

ここでPentium4 3.4EG(Prescott3.4GHz)の各値を代入

38℃=73℃-θca×103W
∴θca=(73-38)/103≒0.339℃/W
(外気35℃の時、PCケース内温度を38℃にする38℃シャーシ使用時)

となります。
つまりCPUクーラーは熱抵抗0.339℃/W以下のものを買ってくればいいのです。
市場に出回っているCPUクーラーはこれが記載されていない商品が多いです。
そのときは、対応CPUで判断しましょう。
但し、殆どにおいて、例えばPentium4 3.4EGまで対応とかかれていたら、それはファン回転最大の時です。選ぶ基準としてはファン回転最大の時の音圧レベルで静音かどうか判断しましょう。

ファン回転を制御できるタイプは上記CPU温度と、実際のCPU温度を比較し、計算すれば大体の答えがでるでしょう。

具体的にやってみましょう。

CPUクーラーの性能が熱抵抗:0.339℃/Wとします。
自分の最も負荷の高いと思う状態にて測定した値が
外気温:To=20℃
CPU温度:50℃
(ファン回転最大時)だとすると、
外気とPCケース内温度差は3℃(MAX時の定義)であるから、
Ta=23℃の時50℃、38℃の時は?
38-23=15℃
∴Tc=65℃

よって
73-65=8℃
つまり、最大負荷と思われる時、部屋温度20℃にてTc=58℃になるまで回転をさげてもいいことになります。
但し、PCケースが38℃ケースじゃない場合や、他の部品の寿命等を考慮した場合、これよりマージンがなくなるのでご自分にて判断してください。

難しかったですか?
私も書きながら納得しました(笑)
今度は是非実際のデータでやりたいと思います。ではまた(^^)ノシ

※計算結果はあくまで計算です。必ず実機で確認しましょう。
※本計算はあくまで標準の使い方をした時のものです。改造した時はこの通りではありません。
※作業は自己責任で行いましょう。この記事についての責任はとれません。
※妥当な回転の求め方を修正しました。
by dot3pso | 2005-02-03 19:11 | PC | Trackback | Comments(3)
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Commented by チョコ at 2005-02-04 09:23 x
ふふ、できたみたいでちゅよ。(・∀・)
今度幻界3いこ
Commented by mushroomcurry at 2005-02-04 22:36
にょほほ
詳しい説明ありがとうございました
私はファンの回転数いじるのはめんどくさくてやらないので、制御できない物ばかり買っております。
買う時も、持ってるCPUの周波数×1.2倍(自分で勝手に決めた安全率w)を越えたCPUに対応したファンを選んでます。
CPUクーラーを熱抵抗で考えた事なんて一回もなかったっすよ(^^;
てっきりクーラーから空気に熱が移動する部分が律速だと思っていたのですよねぇ・・・
いい勉強になりましたです~
また、講座を期待しておりますw
Commented by dot3pso at 2005-02-05 00:12
こう見えてもハード屋なので(^^;
なんか数字ですっきりしないと落ち着かないんですよね~。
しかしプレスコット3.0は3.4までと同じ扱いですので、これ以上の冷却能力を必要とするCPUないんですよ。
なので、これ以上は空冷が無理かもといわれてますね。
しかしリテールのファンがCPUの温度と関係ないとはデーターシート読むまでわからんかったですよ。普通は制御とかするもんなんですけどねー。
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