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サーマルスロットリングとは何ですか? また、フレームレートにどのような影響を与えますか?

サーマルスロットリングとは何ですか? また、フレームレートにどのような影響を与えますか?
マザーボードに取り付けられたCPUクーラー。
ジェイコブ・ローチ / デジタルトレンド

ゲームをプレイしていて、特に問題なく動作していたのに、ファンが高速回転し、大きな音を立て、フレームレートが急降下したことに気づいたことがあるなら、サーマルスロットリングの被害に遭っている可能性があります。これは、プロセッサ、グラフィックカード、その他のコンポーネントが、安全に動作を続けるには熱くなりすぎると感じ、動作を維持するために速度を落とす現象です。

これにより、フレームレートは予想通り、トイレに流されてしまいます。サーマルスロットリングとその防止方法についてもっと詳しく知りたいですか? 知っておくべきことを簡単にまとめました。

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サーマルスロットリングとは何ですか?

サーマルスロットリングとは、システムのコンポーネント(通常はCPUまたはグラフィックカード)のいずれかが、安全な動作温度の上限に達したときに発生します。その時点で、安全対策が作動し、そのコンポーネントの消費電力を抑え、クロック速度と動作温度を低下させます。これにより、CPUまたはGPUが過熱し、内部の電子機器に損傷を与える可能性を防ぎます。

Intel Core i9-13900Kを指先で挟んだ状態。
インテルの最新世代フラッグシップモデルは、高性能冷却システムを採用してもサーマルスロットリングが発生することで悪名高い。 ジェイコブ・ローチ / デジタル・トレンド

最新のプロセッサとGPUはスロットリングがより細かく制御されているため、過熱し始めてもクロック速度がわずかに低下する程度にとどまる可能性があります。一方、古い設計ではベースクロックまで低下し、システムの本来のパフォーマンスが大幅に低下する可能性があります。それでも、過剰な熱の蓄積によってチップが損傷するよりはましですが、最新のブーストアルゴリズムとスマートな熱管理により、最新のプロセッサとグラフィックスチップは、長時間にわたって熱しきい値に非常に近い状態で動作することができます。

サーマルスロットリングはプロセッサとグラフィックカードで最も広く認識されていますが、SSD でもサーマルスロットリングが発生する可能性があり、SSD がより快適な温度まで冷却されるまでの間、ストレージのパフォーマンスが低下します。

サーマルスロットリングはフレームレートにどのような影響を与えますか?

ゲームをプレイ中にグラフィックカードやプロセッサのサーマルスロットリングが発生した場合、その影響に気付くはずです。ただし、サーマルスロットリングが発生する原因によって異なります。Intel Core i9-14900K のような、ハイエンドの冷却システムでも対応が難しい高性能プロセッサを使用している場合は、CPU パフォーマンスがピーク時より数パーセント低下する程度で、それ以下になるかもしれません。設定によってはフレームレートが数フレーム低下する場合もありますが、最終的には大きな問題にはなりません。

しかし、CPUやグラフィックカードの冷却が不十分だったり、サーマルペーストが切れていたり、システムに埃が詰まっていたり、周囲の温度が高すぎたりして、CPUやグラフィックカードの熱によるパフォーマンス低下が起きている場合は、はるかに劇的な変化が見られる可能性があります。FPSが急激に低下し、スムーズだったゲームがスライドショーのように見えたり、場合によってはゲームやグラフィックドライバーがクラッシュしたりすることもあります。最悪の場合、温度が急上昇し、システム全体が再起動してしまうこともあります。

つまり、サーマルスロットリングはフレームレートを低下させ、場合によっては深刻な影響が出る可能性があります。できれば避けたいものです。

サーマルスロットリングを防ぐにはどうすればよいでしょうか?

TeamGroup SIREN DUO360 ウォータークーラーを PC ケース内に設置し、クーラーの RGB 照明を有効にした状態。
チームグループ

サーマルスロットリングを防ぐのは、特に高負荷が持続する状況下で、コンポーネントに適切な冷却機能を確保するだけで十分です。ただし、これはシステムに投入するワークロードの種類によって異なります。メールの返信やWebブラウジングだけであれば、コンポーネントはゲームをプレイしているときほど負荷がかかりません。ゲームをプレイしている場合は、1日10時間ビデオをトランスコードしているときほどコンポーネントに負荷がかかる可能性は低いでしょう。また、暑い地域に住んでいる場合や夏場の場合も、熱に関する考慮事項が異なります。

とはいえ、まずはしっかりとしたスタートを切り、その後はシステムを良好な状態に保つことが重要です。つまり、以下の点です。

  • CPU の TDP に対応できる十分な冷却能力を備えた優れたクーラーを入手してください。
  • グラフィック カードについては、購入するモデルのレビューをチェックして、そのクーラーがニーズに十分対応できるかどうかを確認してください。
  • クーラーのサーマルペーストを少なくとも年に 1 回交換するか、サーマルパッドを使用してください。
  • システムを清潔に保ち、特にヒートシンクのフィン周辺にほこりがたまらないようにしてください。
  • SSD の場合は、ヒートシンク付きのものを入手し、システムの冷却が効果的であることを確認してください。

これらすべてを行ってもサーマルスロットリングを防げない場合は、コンポーネントの電圧を下げるか、クロックを下げることを検討してください。これにより、サーマルスロットリングの有無にかかわらず、コンポーネントの消費電力を削減したり、クロック速度を下げたりすることができます。これにより、そもそもコンポーネントが高温に達するのを防ぐことができます。

CPU がサーマルスロットリングを起こしているかどうかはどうやって分かりますか?

Ryzen Master でエコモードを有効にします。
ジョン・マーティンデール / DigitalTrends

フレームレートやシステム全体のパフォーマンスの低下以外にも、CPUの温度をトラッキングするアプリケーションを使うことで、CPUがサーマルスロットリングを起こしていないか確認できます。CPUの温度をチェックできるアプリやプログラムはいくつかあり、そのほとんどはCPUが熱的に限界に達した場合に小さな警告を表示します。また、ほとんどのアプリにはクロック速度のトラッキング機能も備わっているため、MHzの低下をリアルタイムで確認できます。

Intel の XTU と AMD の Ryzen Master も、CPU が熱的に制限されているかどうかを明確に通知します。

グラフィック カードがサーマル スロットリングしているかどうかを確認するにはどうすればよいでしょうか?

グラフィックカードがサーマルスロットリングを起こしているかどうかを確認するには、温度を確認する必要があります。Windowsでは、タスクマネージャーの「パフォーマンス」タブでGPUの温度を確認できます。あるいは、HWInfo、GPU-Z、MSI Afterburnerなどのサードパーティ製アプリケーションを使用することもできます。

Forbano
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