電源不足参考書

ここは、電源のページです。
①電源不足の症状と対策
A：デバイス増設による電源不足
B：主な電源不足の症状
C：電圧モニターで見る

②電源不足の要因を考える
A：電源の性質から見た不調要因
B：パーティションを切りWin98ディスクをコピーすると便利

③電源を選ぶ
A：買う時の注意
B：（有名メーカー製の）スペックの判断

④ちょっと濃い目：電力消費量を考える
A：主なパーツの電力消費量一覧
B：電源(電圧）不安定になるパターン

①電源不足の対策と症状：A：デバイス増設による電源不足
　色々な、デバイスを増設していくと、必ず出るのが電源不足ですが、大体の人は、そんな事は思いも寄らないので、買ってきたデバイスが悪い、とか思い込んでしまったりしますが、最近のパソコン事情では、結構電源不足の恐れがあるので、注意しましょう。ま、どの辺が怪しいかかんがえてみましょう。まず、表にしてみましょう。

　で、ヤバイ順としては、CPU→HDD→ビデオカード→メモリという感じですが、USBもものによっては、結構食います。細かくは、最後のところで書いてあるので、見てください。
　まあ、増設して動作が怪しい場合は、とりあえず、いろいろな別のデバイスを外してみましょう。それで動作が安定してくれば、増設による電源不足の線は濃厚です。
　次のところで、電源不足か否か見極めてみましょう。

①電源不足の症状と対策：B：主な電源不足の症状
　ま、電源不足の症状を書いてみたいと思いますが、一例ですので、これに該当する場合は、M/Bの電圧モニターなどのソフトを導入しそうなのかどうか見極めましょう。
　先ず、重症な順に、症状としては、Winが動作に至ったとして、重症なケースは、リセットがかかり、Win中にいきなりBIOS画面を拝む派目に、というのは、かなり電力不足な症状。電源交換必須。対策は、デバイスを外す。
　次は、負荷がかかったときに、分けがわからないエラーが突然出るというもの。これも、電力不足の症状。場合によっては、フリーズするというものは、上記ほどじゃないにしろ、結構電力不足。電源交換推奨。これも、対策は、要らないデバイスを外す。
　で、毛色が違うのが起動時。元々、電源は、起動時に問題が出やすく、起動してしまえば、問題が出ないという場合もあるが、余り良い電源では無い可能性絶大。起動でコケ易い場合、起動しても、電源不足は直ぐそこなので、電源交換を考える余地は有る。対策としては、これは、温度が関係ないなら、起動時のウェイトを増やすという手がある。BIOS、Win上ともに増やしてやるとどうにか動く場合も多い。但し起動は遅くなる。
　で、世の中には、「寒さに弱い電源」というものが存在する。というか、大部分の電源は、そうなのだが、その症状が出るか出ないか、ちゃんと対策されているか、という点で、多少問題は変わってくる。寒い時にも、カバーできるくらいの性能、もしくは対策されているなら、問題なしだが、そうでも無さそうな場合は、パソコンをあっためるとか、BIOSのセッティング画面にして、温まるまで待つという手があり、それで動けばよいが、起動が長くなる＆やはり、電源が怪しいので、交換推奨。
　あ、もし、Creativeのサウンドカードが有るなら、電源不足、電圧不足になると、「MIDIの何かが読み込めません」という表示が起動時に出ます。これは、電圧が低いと出ます。これも１つの判断材料になります。
　まあ、軽く書きましたが、そういった症状の場合は、自分の電源が、どんな物か良く見てみましょう。

①電源不足の症状と対策：C：電圧モニターで見る。
　まず、自分のM/Bにあった電圧モニターソフトを導入しましょう。VIAのものなら、VIA純正があるはずです。そこそこ精度は良いようなので、純正で大丈夫と思います。とにかく、５Vが見れるもの、出来れば１２Vも見れれば尚良しです。
　で、その電圧モニターの更新時間を極力短く（２秒以下）し、重そうな、でかそうなソフトを立ち上げてみましょう。
　その時に、電圧が変動する筈ですが、0.03V程度なら問題は無いでしょうが、それ以上の落差がある場合は、電源がかなり貧弱です。また、１つのソフトではなく、複数のソフトを一気に立ち上げたりすると、もっと変動率が変わる場合もあります。非常に良い電源なら、変動しないと思いますが、結構微妙な環境だと、変動するので、これが目安になります。
　あと、デフォルトの５Vが、低い場合も問題が出やすいです。最低でも、4.9Vはキープできていれば、問題は出ないでしょうが、4.8V台になると、厳しくなってきます。前述のCreativeサウンドカードのエラーは、４．８V台でうちの場合は頻発します。
　まあ、デフォルトの５Vの電圧値と、変動をモニターしておいて、次行ってみよう。

②電源不足の要因を考える：A：電源の性質から見た不調要因
　電源は、殆どアナログ回路なので、ものによって、大分構造が変わってきます。と言う事は、不調要因も変わってきます。
　まず、デフォルトの電圧が低い電源の場合、これは、結構お手上げに近い。内部に電圧調整ネジがついていれば別だが、それが無い場合、デバイスを増やすと、確実にデフォルト電圧が下がっていく。CODEGENという３００W電源の場合、うちの構成で、CPUクロックを変えると、５Vデフォルトが、4.91V～4.83Vまで落ちる。そうなると、エラーが頻発する。
　例えば、デバイスによって、4.9V位までならちゃんと動くが、それ以下ではだめというものも中にはあるので、デフォルトが下がり、負荷をかけたときにそれ以下になると、エラーが頻発するのである。そして、デバイス外さない事には、その電圧は上がりようが無いので、対処のしようが無い。
　その次に、根性試し、というか、どれ位の負荷まで、そこそこの５V電圧を供給できるかという問題もある。これも、電源によりまちまちで、安物電源ほど、根性が無い場合が多い。起動時などは、殆ど全開で電力を消費する訳で、その時間は、約３０秒とすると、例えば、１０秒程度の高負荷には堪えられるが、それ以上には堪えない、という電源もあったりして、起動でよくこける、と言う事になるのである。その場合、例えば、Mp3や、Mpegのエンコードを長時間続けると、堪えられないということにもなる。そういった症状が出る場合は、その電源に根性が無い、もしくは、アイドル時で殆ど容量の上限を使っている、と言う事になる。この場合は、負荷を長時間かけないようにする事で、使用可能だが、電源交換するに越したことは無い。
　冷間時の始動の不調の問題は、それらとはまた別で、温まってしまえば良いのであれば、使用は可能である。というか、ものによっては、一流メーカー製のものでも、そういった問題が出るときがあるので、必ずしも、粗悪電源だから、冷間時に弱いということも一概には言えないのである。この場合の対処は難しいのだが、BIOS画面長々拝むのが、一番効果的かもしれない。
　まあ、大体問題点はわかっていただけたでしょうか？

②電源不足の要因を考える：B：消費するデバイス側の問題
　Athlonが電気を大食いするというのは有名な話だが、Pen4などは、それ以上だったりする。高性能になれば電気を大食い、という図式もあるのだが、しかし、実は、Pen２－３００位もかなり大食いだった。これには、プロセスルールの微細化という要因がある。
　最近のデバイスの多くは、高性能化に伴い、プロセスルールが微細化している。CPUでは、0.13μｍ、ビデオカードでさえ、0.15μｍである。微細化すれば、高クロック化が可能になり、性能は向上するのだが、駆動電圧が低くなる。もちろん消費電力が下がるというメリットはある。
　ところが、今時のATX電源は、ロジック回路に必要な電力は、主に5V、3.3Vのみである。それをそのデバイスの要求する電圧に変えて消費しているのだが、その条件が厳しくなるのである。例えば、0.13μｍのFCPGA2のPenⅢ系は、1.5Vといったような電圧で動く。それだけならよいが、実は、誤差も小さくする必要があるのである。
　つまり、0.35μｍのＰｅｎ２は、規定2.8Ｖでも、大体、2.2Ｖ～3.3Ｖの程度の範囲で、どうにか動作できるのだが、0.13μｍのＰｅｎⅢでは、規定1.5Ｖで、1.4V～1.6Ｖ位でないと動作しないといった具合である。
　であるので、昔、同じ消費電力のパソコンで動いていた電源が、今時のパソコンの同じ消費電力の物でも、不安定動作になるといった問題もあるかもしれない。つまり、今時のデバイスが、電圧変動に弱いという面もあるのである。
　その点を考慮すると、最新デバイスを使うためには、最新の電源を、という事も言えなくも無いが、実は、昔の電源の方がつくりが良かった面もあり、一概にそうとは言えない。ま、安物電源は避けましょう。

③電源を選ぶ：A：買う時の注意
　電源は、アナログ回路ですので、ビデオカードのように載っているチップなどで、その性能を判断する事は出来ません。しかも、中身が見れないので、確実に下調べしておかないと、買うのは、博打に近くなります。なので、下調べは慎重に。
　出力表示がありますが、それも信用できない面があります。有名メーカー製のものなら、定格性能で書いてありますが、怪しいところの物は、ピーク性能で書いてあったり、または、全くインチキな書き方をしているときもあります。
　さらに、電圧調整ネジがついているかという問題もありますが、店頭では、全く確認できないので、Ｗｅｂ上で下調べするか、店員に確認するかしないと、５Ｖ低くてどうしようもない電源をつかむ恐れありです。しかも、殆どの場合は、店員さんに聞いても無駄だと思います。
　安価で、確実な所は、ＤＥＬＴＡ、Ｓｅｖｅｎｔｅａｍあたりでしょうか。ＥＮＥＲＭＡＸは、安物は安い（調整ネジがついてない）時があります。殆どの無名メーカー製は、調整ネジどころか、まともな性能期待すべくもありません。高価で良いなら、ＥＮＥＲＭＡＸ、ＥＴＡＳＩＳ、Ｍｉｎｅｂｅａ、Ｗｉｎｄｙの５００Ｗ等が候補に上がりますが、２万近くは覚悟すべきです。
　ま、経験者談としては、駄目っぽいのは、Ｍａｃｒｏｎ系、Ｃｏｄｅｇｅｎ，じゃんぱらで売ってるＲＬシリーズというところでしょうか？調整ネジ無しです。ちなみに、俺の持ってる３００Ｗは、Ｃｏｄｅｇｅｎ製で、ＭａｃｒｏｎＯＥＭですが、５Ｖ低くて却下。大昔の235Ｗ電源の方がマシです。ＲＬ４０１（400Ｗだそうな）というのも買いましたが、中身を見てがっかり。Ｃｏｄｅｇｅｎ製のそれと、殆ど同じで、これまた235Ｗの勝ちです。
　ちなみに、Ｍｉｎｅｂｅａ、200Ｗ電源がありますが、非常に良い。しかし、大昔の物（1996位）で、5ＶＳＢが出力小さいので、最新のＭ／Ｂには使えませんが、ちょっと前のなら、すごく安定動作してくれます。
　ワケワカなメーカー製は、ＭａｃｒｏｎＯＥＭみたいな感じなんで、やめといた方が良いかと。

③電源を選ぶ：B：（有名メーカー製の）スペックの判断
　まず、電源に表示されているスペック（出力表示）は、有名メーカーのものが信頼できるという前提で始めます。
　結構な率で、５Ｖ＆3.3Ｖの合計出力が何ワットという表記がされていますが、これは、その２つの出力で最大何ワット出るかという事です。つまり、５Ｖ系と3.3Ｖ系が一緒の出力になっているということです。このケースだと、調整ネジがついていても、5Ｖと、3.3Ｖが全く独立可変できない場合があります。ま、大抵の物はこういう構造の様な気がします。しかし、そのコンビネーション値がその電源の性能を大きく左右するので、同じ価格の場合は、これが大きい方を買いましょう。
　次に、12Ｖの出力が大きい場合、これは、Ｐｅｎ４なら役に立ちますが、ＰｅｎⅢ、Ａｔｈｌｏｎでは、殆ど役に立たない割りに、出力表示が大きくなるので、300Ｗなどという表示の割りに5Ｖ出力が小さかったりします。Ｐｅｎ４じゃないという場合には、あまり12Ｖの出力が大きくない物がお勧めです。というのは、５Ｖ系同じでも、12Ｖ5Ａ出力のものが300Ｗで、12Ｖ15Ａの物が400Ｗと書かれていても、何も全く嘘ではありません。
　最近のＭ/Ｂは、ＡＣＰＩ搭載などで、５ＶＳＢを結構消費するので、それも注意しましょう。取り敢えずは、1.5Ａ程度あれば安心でしょうか。昔の中古を探す場合などには、0.5Ａとかしかない物も多いので注意しましょう。
　最後に、金額はケチらないようにしましょう。安物買いの何とかに電源は非常になり易いので、良く物を見極めた上で買いましょう。こればっかりは、中国製は頂けないかなあ？

④電力消費量を考える：主なパーツの電力消費量一覧
　最初に断っておきますが、この表の電力表示は、単純に電流*電圧で算出した物、また、メーカーのサイトの数値を引用した物と、まちまちですので、正確さに欠けるかも知れませんが、目安にはなると思いますので、そのつもりで見てください。

・HDD編

　まず、ハードディスクの場合、消費は5Vと、12Vですが、どのモデルをとっても、殆どSpinup時の12V消費が２A程度の物が多いです。これは、瞬時に、高回転に持っていかなくてはならない為だと思いますが、それだけで、20W～30W程度消費してしまいます。で、これがどうか？というと、恐らく電源の余り強くないマシンでは、HDDのパワーマネージメントは、切った方が得策という事です。Spinup時に電圧が低下して、不安定という事も考えられます。
　５V消費に関しては、殆どが３W程度。殆ど問題ないでしょう。ただ、全体的に見れば、高回転（7200ｒｐｍ）モデル、多量キャッシュ、多板ディスク(プラッタ)のほうがより消費電力が大きい模様。メーカー的な傾向を言うと、Quantum製のものが大食いといえそうです。製造時期、容量的な傾向としては、特には、傾向らしい物は見当たりません。ばらつきがあります。ですので、ディスクのプラッタ数、回転数により、消費電力が決定されると考えても良いでしょう。

・CDROM関係、ファン

　CDROMドライブ関係も、殆どHDDと同じと考えてよいでしょう。しかし、Spinupによる消費の個体差は物により、かなり違う模様。Spinup消費が大きい＝読み込みが速い、はそうでしょうが、余り極端に消費が大きい物は、HDDと違って、パソコン起動中にSpinup、停止を繰り返すCDROMですので、余りお勧めは出来ません。不安定化の要因になりえます。
　ファンに関しては、やはり、高回転な物ほど消費は増えますが、12Vのみで、余り断続的には、動作しないので、余り影響は無いでしょうが、「冷却至上主義」になり、高回転のものを５個も６個もつけるようになると、問題だと思います。ファンだけで、３０～４０W程度消費してしまうかもしれません。平均的なもので、CPU、電源、ビデオカード、ケースファン、であれば、10～20W程度でしょう。

・メモリ
　これは、データを見つけれなかったので、なんともいえませんが、２５６Mbit品で、１チップ当たり１Wという記述を見つけました。つまり、８チップの２５６MBモジュールで、８W位と考えられますが、これは、１２８Mbitモジュールで、消費が半分とはいえない（プロセスルールが違ったりする)と思うので、もしかすると、大体１チップ１W程度と考えると、多くの２５６MBモジュールの１６チップ品は、１枚に付き１５W程度は消費しているようにも思います。
　と言う事は、７６８MB構成になると、４５W程度は消費するようにも思いますが、悪い材料としては、それが3.3V系もしくは５V系に直接かかってくる、と言う事で、５V系消費に関しては、決してなめてかかれるものではないということがあります。良い材料としては、殆ど消費電力は変動しないでしょうから、状況には影響されないでしょう、と言う事ですが、余り大量なメモリの装着は、５V系の消費を確実に増やします。

④電力消費量を考える：電源(電圧)の不安定になるパターン
　多くの電源の構造上、５Vと3.3V系はそのもとが一緒で、そして、5Vと１２V系もその元は一緒になっているように思います。ですので、3.3Vを消費しすぎて、５Vが変動という事もありますし、12V消費しすぎて、５Vが変動という事もありえます。
　また、マザーボードの構造では、５Vを3.3Vに変換する機能を持っていて、消費電力の殆どを、５Vで補う物もありますし、Pentium4では、CPUの消費を12Vで補ったりします。
　そういう事を踏まえると、一番最後まで安定すべき電圧は、５Vな訳で、その安定が、PCの安定になると考えられます。しかし、５V以外でも、過度な12V,3.3V消費は、５Vを不安定化させます。
　１２V変動は、案外大きく、特にHDDのSpinup時には、一基あたりで、瞬間30W程度消費してしまいます。なので、起動時などは、この影響を受け、５V変動が出てしまい、こけ易くなったりします。CDROM（R/RW)デバイスが多い場合も、起動途中で、Spinupしますので、途中で不安定になる場合は、その辺も怪しいです。12V系に関しては、最も変動し易いので、その影響が５Vに及ばなければいいのですが、及ぶような場合は、その辺を考えた方が良いかもしれません。
　しかし、一番肝心なのは、５V系で、これには、際立って極端な変動要因はありませんが、CPU稼働率や、ビデオカードの状態などは、大喰らいな物が多くなった今日では、極めて注意すべきです。しかし、逆にいえば、それらが安定していれば、大きく安定を乱す要因も無いといえます。
　但し、最近のデバイスは、USBなど、ホットスワップ対応製品も増えてきまして、時には、RAID環境だと、HDDもホットスワップできたりするのですが、その場合は、極端に電圧が変動すると考えてよいですので、ホットスワップ可能なデバイスでも、電源(電圧)の安定の為には、あまりホットスワップをしないほうが賢明と思います。まあ、こんなところですかねえ。