13年ほど前、空冷は自分には向いていないと決めつけました。AMDのFX-8150を購入しました。付属のクーラーならそれほど問題なく使えるだろうと思ったからです。ところが、それは間違いでした。Windowsデスクトップに置いていても、ひどくうるさいのです。PCを組み立てた翌日、Tiger Direct（実店舗があった頃は実店舗でした）に行き、Corsair H100を購入しました。それ以来、空冷はもう手放せません。今に至るまで。
数十回もの自作PCと長年のオールインワン（AIO）水冷クーラー使用を経て、空冷クーラーに戻りました。理由は簡単です。小型のFractal Terraの中にPCを組み直したのですが、グラフィックカードとロープロファイルの空冷クーラーしか収まらないのです。とはいえ、移行は思ったほど劇的ではありませんでした。水冷と空冷の違いを少し調べてみた結果、もっと早く移行しなかったことを後悔しています。
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ノートパソコンを取り出しましょう。加熱と冷却について学びましょう。特に水冷に関しては、その仕組みについて多くの誤解があります。基本的に、空冷と水冷の仕組みは同じです。熱はCPUからフィン（後ほど詳しく説明します）へと伝わり、ファンがフィンを冷却することでこのプロセスが繰り返されます。空冷と水冷の決定的な違いは、単に熱の伝わり方 です。
つまり、CPUを冷却するのは液体ではありません。水冷クーラー内の液体は冷却剤で、これは水とグリコールの混合物です。水は熱を運び、グリコールは水の凍結や沸騰を防ぐ不凍液の原料です。冷却剤と、エアコンで使用されている冷媒を混同しないでください。冷媒の働きは異なります。
冷媒は沸点が非常に低いです。エアコン内部では、冷媒は蒸発器を通過し、そこで加熱されて沸騰し始め、液体から気体へと変化します。その熱は凝縮器へと運ばれ、そこで放熱され、冷媒は再び液体へと変化します。この急速な状態変化により、エアコンは一定の温度を維持するだけでなく、必要に応じて温度を下げることも可能になります。
PCの水冷クーラーを考える上で、これは重要な違いです。基本的に、空冷クーラーと水冷クーラーはどちらも、プロセッサの最高動作温度という特定の閾値以下に温度を維持しようとしますが、少なくともオールインワン（AIO）水冷クーラーと標準速度で動作するプロセッサを比較した場合、どちらかがそれを達成する上で本質的に優れているわけではありません。
液冷の主な利点は表面積です。ここでフィンが再び活躍します。液冷クーラーには、多数の小さなフィンに沿ってパイプが通る大型のラジエーターが搭載されています。高温の液体はそこに運ばれ、フィンに空気が吹き付けられることで熱が放散されます。空冷クーラーも同様に動作し、小さなフィンで構成されたヒートシンクに空気が流れます。液冷クーラーではフィンをCPUソケットから離すことができるため、より多くの熱を放散できます。そのため、液冷クーラーはより高い冷却性能を発揮しますが、CPUが常により低温で動作するわけではありません。
空冷が優れている点
現実の話に戻りましょう。水冷クーラーは、ハードウェアを本格的に強化したい場合には大きなメリットがありますが、平均的なユーザーには、それほどの冷却能力は必要ありません。例を挙げましょう。私はPCでRyzen 7 7800X3Dを使用しています。現在購入できる最も堅牢な一体型クーラーの一つであるHyte Thicc Q60では、周囲温度が約40℃、負荷温度が約70℃でした。一方、高さわずか55mmの超薄型空冷クーラーでは、周囲温度が約50℃、負荷温度が約75℃でした。
ここで留意していただきたいのは、最も高性能な一体型PCケースと最も性能の低い空冷式PCケースを比較しているということです。ケースの容量は50リットルから10.4リットルまで小さくなっています。ほとんどの用途において、空冷式PCケースは、プロセッサの電力要件を満たしていれば、一体型PCケースと同等の性能を発揮します。
騒音はどうでしょうか？水冷に関する大きな誤解の一つは、空冷よりも静かだということですが、必ずしもそうではありません。むしろ、空冷よりも騒音が大きい場合もあります。PCの騒音はファンから発生するため、ファンの数が多い水冷クーラーは、ファンが1つの空冷クーラーよりも騒音が大きくなる可能性があります。また、水冷クーラーのポンプの騒音にも対処する必要があります。さらに、水冷クーラーは液体の温度によって動作が制限されるため、冷却液が完全に冷えても、ファンは長時間稼働します。
空冷式は 水冷式よりも静音性に優れています が、必ずしも静音というわけではありません。空冷式はCPUから熱気をケース内に排出するため、ケース内の空気の流れに重点が置かれます。そのためには、吸気ファンと排気ファンを適切に配置し、ケースのエアフローを良好に保つ必要があります。これらの条件が満たされない場合、一般的に水冷式の方が静かに動作します。
空冷と水冷のどちらが良いかという議論はできますが（水冷の優れている点については後ほど詳しく説明します）、水冷には明らかな欠点がいくつかあります。最も明白なのは、価格が高いことです。一体型PCは200ドル、あるいは300ドルも簡単にかかりますが、ハイエンドの空冷クーラーでも100ドル以下で手に入ります。ほとんどが50ドル前後です。
さらに、水冷には複数の故障箇所があります。ポンプの故障、ラジエーターの損傷、そして稀ではありますが配管からの漏れも考えられます。さらに、水自体も時間の経過とともに徐々に蒸発するため、数年後にはクーラーの交換が必要になることもあります。空冷クーラーは、お使いのプロセッサとソケットに適合していれば、使用期限はありません。マザーボードにしっかりと固定され、接続できる限り、長く使い続けることができます。
液冷式クーラーが必ず故障するわけではありません。AIOクーラーは非常に安全です。しかし、故障箇所が多いため、空冷式クーラーよりも故障率は高くなります。AIOクーラーは一定期間使用するとメンテナンスが必要になりますが、空冷式クーラーは全くメンテナンスを必要としません。
すべてが良いわけではない
空冷の素晴らしさを謳い文句にしてきましたが、液冷の方が優れている場合もあります。最も明白なメリットは、液冷によってマザーボードを清潔に保つことができることです。空冷クーラーはかなり大型になる場合があり、マザーボード上のRAMやヒートシンク、グラフィックカード、さらにはケースのスペースも考慮する必要があります。一体型PCなら、こうした点を気にする必要がありません。
水冷クーラーは、急激な熱の吸収にも優れています。前述の通り、一体型コンピューター（AIO）内の液体は冷却に時間がかかりますが、加熱にも時間がかかります。CPUの上を常に液体が流れているため、より長い時間をかけて熱を吸収し、ブーストされたクロック速度を維持することができます。空冷クーラーは、CPUを可能な限り速く冷却しようとしますが、水冷クーラーのようにゆっくりと温度を下げる能力はありません。
さらに、一体型クーラーは同一条件で比較すると、空冷式よりもわずかに冷却性能に優れています。Gamer's Nexusが数年前に行った、空冷と水冷の詳細な比較テストをご覧になることをお勧めします。高品質な水冷クーラーは高品質な空冷クーラーに勝りますが、実際の使用状況における両者の差はわずかです。数度程度の差で、しかも完全に標準化されたテストでの差です。
最後に、ケースについて考えてみましょう。空冷式クーラーを選ぶ際には、エアフローが非常に重要です。水冷式クーラーはCPUの熱をケース外に直接排出するため、多少のズルをすることができます。PCの中で最も高温になるコンポーネント（通常はCPU）は、ケース外ですべての熱を放出しているので、ケース内の温度についてはあまり気にする必要はありません。空冷式クーラーの場合は、ケース内の温度だけでなく、ケース内外の空気の流れについても考慮する必要があります。
長い間空冷について心配していたのですが、ようやく落ち着いてきました。客観的に見て空冷の方が水冷より優れているわけではありません。実際、好みやPCの要件によって変わってきますが。しかし、空冷には明確なメリットがあります。ハイエンドゲーミングPCでは水冷が事実上の選択肢となっていますが、空冷も軽視すべきではありません。ただ、長い間無視していたことを後悔しています。
