PSU（電源供給ユニット）とは何ですか? 解説しました！

電源ユニット (PSU) は、コンピュータ システムに電力を供給する重要なハードウェア コンポーネントです。 独自の PC を構築するユーザーは、派手で目立つコンポーネントに重点を置き、その重要性にもかかわらず PSU を見落とす傾向があります。 PC に適切な電源を選択することは重要な作業です。 非常に多くの専門用語が存在するため、購入者は、市場で入手可能なさまざまな種類の電源、さまざまなシステム コンポーネントの電源コネクタを含むそのフォーム ファクタ、およびわかりにくい 80 Plus PSU の品質評価を理解するのが難しいと思われるでしょう。 このガイドでは、パソコンの電源ユニットに関するすべてを説明しますので、読み進めてください。

名前が示すとおり、PC の電源ユニット (PSU) は次の役割を果たします。さまざまなシステムコンポーネントに電力を供給する 。 1995 年に電源とマザーボードの ATX 標準が発表されるまで、電源には標準化された設計やフォーム ファクターがありませんでした。 その結果、ATやBaby ATなど、ユニバーサルデザインのない電源が多種多様になってしまいました。 Intel は 1995 年にマザーボードと電源の ATX 標準の特許を取得しました。1999 年までに、古い Baby AT/AT 電源は廃止されました。

ATX 標準は、Nvidia の RTX 4090 や RTX 3090 Ti などのグラフィックス カード用の 16 ピン PCIe Gen 5 12VHPWR コネクタを含む、最新の ATX 3.0 電源などの新しいリビジョンの形で現在使用されているものです。 SFX 電源など、ATX 標準に基づいた派生製品もあり、mini ITX マザーボードでの使用に人気があります。

古いコンピュータには、リニア電源、しかし今日のすべての PC はスイッチモード電源 、SMPSとも呼ばれます。 なぜデザインの変更が起こったのでしょうか? リニア電源はかなり非効率で、通常効率は 40% 未満でしたが、はるかに大きくて重かったです。 一方、スイッチモード電源 (SMPS) はより複雑ですが、今後のコンピュータ システムにとっては依然として望ましいものです。 全体的な設置面積ははるかに小さくなり、効率は 2 倍以上になりました。 SMPS がすぐにコンピュータ PSU の標準となるのに貢献した 2 つの要因。

歴史を忘れると、次のような疑問が生じるかもしれません。なぜ PC を壁のコンセントに直接接続するのではなく、PSU (電源ユニット) が必要なのでしょうか? おそらく、電源の効率定格について知りたいと思われるでしょう。 そうですね、それについては詳しく説明していますので、読み続けてください。

まず、なぜ電源が必要なのかを理解しましょう。 デスクトップ、ラップトップ、電話、その他の電子機器は、通常壁のコンセントから得られる種類の電気 (AC 電源) を使用しては機能しません。 エレクトロニクス直流 (DC) が必要の代わりに交流 (AC)適切に機能するように。 AC 電源は世界中の壁コンセントから得られるものであるため、AC 電源を DC 電源に変換する仲介者が必要です。 それにしても、なぜ DC 電源なのでしょうか?

DC には、定電圧を出力するという利点があります。 AC ではこれができないため、電子機器は DC 電流がなければ動作したり充電したりできません。PC の電源装置は、AC 電源を壁のソケットから DC 電源に変換する役割を果たします。 、これを使用してコンピュータを実行できるようになります。 この DC 電源は、コンピュータのさまざまなシステム コンポーネントに分配されます。 これには、CPU、グラフィックス カード、マザーボード、RAM などが含まれます。

基本的に、AC/DC 電源アダプタは、ラップトップや電話アダプタで使用されているものと同様、技術的にはすべて電源 。 したがって、本質的に、これらのアダプター内のハードウェアはコンピューターの PSU の内部回路に似ていますが、設計とサイズの設置面積が大きく異なります。 このガイドではデスクトップ電源に焦点を当てます。 PC の電源ユニットがどのように機能するかを理解するために、上から見ていきます。 見てみましょうPC の電源を入れると何が起こるか:

これで完了です。 PC の電源装置 (PSU) がどのように機能してシステム コンポーネントに電力を供給するかについての完全な説明。 現在の PSU は、過電圧保護、過熱保護、短絡保護などの機能もサポートしています。 すべての電源装置には、異なる機能セット、効率定格、最大ワット数定格があります。 現在市場で入手可能な電源は、さまざまな予算とワット要件のユーザーに対応します。 そうは言っても、コネクタの種類、PSU の種類など、いくつかの一般的な PSU 機能について説明しましょう。

電源ユニットは、PC のマザーボード上のさまざまな場所に接続されるいくつかの異なるコネクタをサポートしています。 プロセッサ、グラフィックス カード、ハード ドライブなどの他のハードウェア コンポーネントにも専用の電源コネクタが必要です。 次に、各 PSU コネクタが何に使用されるかを説明します。

PSU の 24 ピン コネクタはマザーボードに接続され、PCIe スロット、M.2 スロット、RAM、その他の場所を含むコンポーネントに電力を供給します。 これは、PC のマザーボードに電力を供給するための主要なコネクタの 1 つです。 それでも、PC には他のハードウェア用の専用コネクタがいくつか必要です。 このケーブルは最も大きく、簡単に識別できます。 実際には 20+4 ピン構成で設計されているため、マザーボードが 20 ピン接続のみを必要とする場合は分割できます。 ただし、今日のほとんどの PC では、24 ピン コネクタ全体を差し込む必要があります。

CPU 電源コネクタはプロセッサに直接電力を供給します。 で設計されています4+4ピン構成 、分割することができます。 現在のほとんどのマザーボードでは、完全な 8 ピン接続が必要です。 それでも、エントリーレベルの VRM を備えた多くの古いまたはローエンドのマザーボードでは、4 ピン コネクタのみが必要です。 また、追加電力のために 1 つの 8 ピンともう 1 つの 4 ピンが必要なボードもあります。

さらに、Intel Core i9-13900K や AMD の最新 7000 シリーズ ラインナップの Ryzen 9 CPU など、非常に高い TDP を備えた特定のプロセッサでは、複数の 8 ピン CPU 電源コネクタが必要です。

PCIe 電源コネクタはグ​​ラフィックス カードに接続され、PC の GPU に直接電力を供給します。 PCIe スロットも GPU に最大 75 W を供給しますが、電力の大部分はこのコネクタを通じて供給されます。 最近はハイエンドGPUが多い複数の 8 ピン PCIe 電源コネクタを使用する 。 このケーブルは 6+2 ピン構成で設計されているため、GPU のニーズに応じて分割できます。

また、PCIe 電源コネクタは、前に説明した CPU 電源コネクタと似ています。 ただし、ほとんどの PSU にはマニュアルが付属しており、わかりやすいように電源コネクタにラベルも付いています。 よく見てみると、この 2 つを区別するのはそれほど難しくありません。

これは新しい電源コネクタであり、新しい ATX 3.0 電源装置にのみ搭載されています。 この 16 ピン電源コネクタは、PC のグラフィックス カード (GPU) にも取り付けられています。 このコネクタの別名は、PCIe Gen 5 電源ケーブルです。 で設計されています。12+4ピン構成は、グラフィックス カードの電力要件に応じて分割または結合されます。

現時点では、特定の Nvidia RTX 30 シリーズおよび 40 シリーズ Founders Edition GPU でのみ見つかります。 Nvidia にはこれらのカードを備えたアダプターも含まれているため、PSU にこのケーブルが付属していないユーザーでも PC で GPU を使用できます。

SATA 電源ケーブルは通常、次の用途に使用されます。ハードディスク ドライブ (HDD) または SATA ベースのソリッド ステート ドライブ (SSD) に電力を供給します。 。 MOLEX 4 ピン コネクタはファンやその他の周辺機器に使用されますが、SATA デバイス、GPU、CPU に接続するためなど、電力を別の形式に変換するアダプターにも一般的に使用されます。 ただし、CPU または GPU にアダプターを使用しないことをお勧めします。

以前に説明したように、電源は壁のコンセントから受け取った AC 電力を、PC の動作に適した DC 電力に変換します。 しかし、最終的には、変換は完全に 100% 効率的ではありません。 この電力の一部は無駄になり、熱として放出されます。 の80 Plus 電源の定格システム PSU の電力効率がどの程度であるかを示します。 80 Plus Gold または Platinum 評価の電源装置は、80 Plus Silver または Bronze 評価の電源装置よりも効率的です。

一般に、80 Plus 定格が高い PSU の内部の品質は高くなります。 また、PSU の効率が高ければ高いほど、エネルギーの節約効果も高まります。 これは、発生する熱の形で無駄になる電気ワット数が少なくなるからです。 したがって、高品質の電源に投資することを常にお勧めします。 この重要なコンポーネントをケチるべきではありません。将来 PC をアップグレードするときに、同じ高品質の PSU を維持し、そのお金で新しいグラフィックス カードまたはプロセッサを購入できるからです。 さらに、電気代も引き続き安くなります。

PC 構築コンポーネントを購入するとき、市場で入手可能ないくつかの異なるタイプの電源に気付いたかもしれません。 さて、モジュラー電源とは何だろうと疑問に思われたのではないでしょうか? 基本的に、モジュラー PSU では、電源ユニット自体からコンポーネント ケーブルを取り外し、システム コンポーネントの必要に応じて 1 つずつ取り付けることができます。 使用しなかったものは、将来使用するために箱に保管できます。 同様に、市場で入手可能な非モジュール式、セミモジュール式、およびフルモジュール式 PSU の違いについても説明しました。 それらをチェックしてみましょう:

電源ユニット (PSU) はさまざまなフォーム ファクターで入手できますが、前述したように、すべては 1995 年に Intel によって設定されたオリジナルの ATX 標準に基づいた派生製品です。 電源のフォームファクターに言及するときは、単にそのサイズについて話しているので、混同しないでください。 ここでは、さまざまな PSU フォーム ファクターについて説明します。

これは、市場のほとんどの電源メーカーで使用されている標準フォーム ファクタです。 2 つの異なるサイズが用意されていますATX PSU — ATX PS/2 および ATX PS/3 。 前者は長さが若干長く、高ワット定格のハイエンド電源の多くは ATX PS/2 フォーム ファクタを使用しています。 一方、一部の電源装置は ATX PS/3 フォーム ファクターを使用しており、マイクロ ATX PSU とも呼ばれます。 ただし、その用語は正式には存在しません。

ATX サイズのマザーボードをサポートできる PC ケースは (ほとんどの場合) 常に両方の ATX PSU フォーム ファクターをサポートしていますが、より長い長さのハイエンド PSU がすべての PC ケースに適合するとは限らないため、これを確認する必要があります。

SFX 電源は ATX 設計よりもはるかに小さく、スモール フォーム ファクター (SFF) PC 内に収まる電源を探しているシステム ビルダーの間で人気があります。 ご存知かもしれませんが、さまざまなサイズのマザーボードが市場で入手可能です。 したがって、特定の PC ケースはフィットするように設計されています。SFX 電源と Mini-ITX マザーボード 。 これには、Dan-A4、FormD T1、Cooler Master NR200P などの PC ケースが含まれます。

内部的には、SFX PSU は ATX サイズの PSU とそれほど違いはなく、ただ小さいだけです。 したがって、ATX またはマイクロ ATX マザーボードとも完全な互換性があります。 SilverStone によって作成された SFX-L など、この PSU フォーム ファクターのバリエーションもあります。

TFX および Flex-ATX 電源は、サポートされる高さまたは長さが制限されている特定の PC で使用されます。 これらは通常、OEM PC、サーバー、ミニ コンピューターに含まれています。 これらの PSU は特定の使用例向けに設計されており、消費者市場では積極的に販売されていません。

最もよくある質問に対する答えを見てみましょう — "どのような電源が必要ですか?" このために、システム コンポーネントに必要な合計ワット数を計算する方法を詳しく説明しました。OuterVision によるこの電源計算ツール (こちらをご覧ください) を使用する必要があります。これは、コンポーネントの消費電力を測定するための優れたツールです。ここでは、" を選択します。基本PC 構築が初めての場合は、「詳細」を選択できます。CPU の電圧とクロック速度、別のグラフィックス カードの追加など、より多くの要素を考慮する必要があります。

次に、ドロップダウン メニューを使用して、すべてのシステム コンポーネント (CPU、RAM、GPU、ストレージなど) の詳細を 1 つずつ入力します。 完了したら、「」をクリックします。計算する」を参照して、PC コンポーネントの負荷ワット数と推奨される PSU ワット数を確認します。

ここで、将来のアップグレードに備えて、推奨ワット数を上回る健全なヘッドルームを残しておくことを忘れないでください。 要件と予算の制約に応じて、さらに 100 ～ 200 ワット (少なくとも 20% のヘッドルーム) を追加することをお勧めします。 そのワット数の電源ユニットを購入する必要があります。 計算機によると、Ryzen 7600X CPU と RTX 3070 Ti GPU を使用するミッドレンジのゲーミング PC には、少なくとも 550W PSU が必要です。

現在のほとんどの電源には、電気的不安定や停電による PC パーツの損傷を防ぐために、十分な高品質の機能と保護メカニズムが備わっています。 ただし、システムが突然シャットダウンすると、Windows パーティションに問題が発生する可能性があります。 私たちの経験では、UPS や電源バックアップなしで PC を使用しても、損傷が発生したことはありませんシステムコンポーネントに。 ただし、システムが突然シャットダウンした後、Windows パーティションが不安定になり、システムが起動しなくなったり、Windows 11 で BSOD (ブルー スクリーン) が発生したりすることがあります。

はい、そうすべきですUPSをPCの電源に必ず接続してください 。 代わりに、他の形式の電源バックアップがあることを確認してください。 そうしないと、Windows パーティションとデータが破損する可能性が常にあります。 すでに述べたように、コンポーネントへの物理的な損傷についてはあまり心配する必要はありません。 現在市場で入手可能なほとんどの電源は、そのような大惨事を防ぐことができます。 ただし、Windows パーティションが破損した場合には、このガイドで詳しく説明されているように、システムの復元ユーティリティ機能を使用する必要があります。 それが正しく動作しない場合は、Windows 11 を再インストールする必要があります。

ゲーミング PC またはワークステーションに最適な電源を選択するにはどうすればよいですか?

PC に最適な電源を選択するには、まずシステムの合計電力ワット数を計算する必要があります。 次に、購入する PSU がそのワット数を適切にサポートできることを確認してください。 レビューを読んで、80 Plus 認定を取得した高品質のユニットであることを確認することをお勧めします。

PC にはどれくらいの PSU があれば十分ですか?

PC には、(ワット数の点で) 少なくとも 20% のヘッドルームが残っている PSU で十分です。 後で高 TDP プロセッサーまたはグラフィックス カードを搭載して PC をアップグレードする場合は、より多くの余裕を残しておく必要があります。

電源が弱いかどうかはどうすればわかりますか?

システムのシャットダウンが発生し、オーバークロックや電力制限の拡張ができない場合、または PC に不安定性の問題がある場合は、電源がシステムに対して弱すぎる可能性があります。

PSUの寿命はどのくらいですか?

電源ユニット (PSU) は、PC の最も耐久性があり、長持ちするハードウェア コンポーネントの 1 つです。 高品質の PSU であれば、最長 5 ～ 10 年以上使用できます。 多くのハイエンド電源には長期保証も付いています。

PSUが熱くても大丈夫ですか?

はい。 PSU は壁のコンセントから電気を積極的に取り出し、それを PC に適した DC 電源に変換しているため、熱が発生し、PSU は温かくなります。

PSU ファンがオンになっていない場合でも問題ありませんか?

新しい電源装置の多くには、ゼロ ファン RPM 機能が搭載されています。 これは、特定のワット数しきい値に達した後にのみ冷却ファンをオンにします。 したがって、PSU にその機能がある場合は、PSU ファンがオンにならなくても大丈夫です。 必要に応じて自動的に回転します。

PC の電源ユニット (PSU) に関連するすべてを理解できたと思います。 このガイドでは、さまざまな電源コネクタから電源がどのように機能するかまで、あらゆることを説明しました。 電源の歴史や、ATX 規格がどのように誕生したかについても触れました。 このガイドでは、さまざまな PSU フォーム ファクター、モジュラー PSU タイプと非モジュラー PSU タイプ、および推奨されるワット数要件についても説明しました。 PC ビルドの電源ユニットについてまだ疑問がある場合は、以下のコメントでお知らせください。

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