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自作PC 初めての本格水冷ガイド③ パーツ選びのポイント

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これから自作PCの本格水冷に挑戦してみたい人向けの入門ノウハウ「自作PC 初めての本格水冷ガイド」シリーズ、第3弾になります!
前回は導入前の確認ポイントをご紹介しました。
今回は実際に水冷パーツを購入するにあたって、パーツ選びのポイントをご紹介します。

PC-watercooling-guide3

 

水枕

CPU用水枕

空冷クーラーと同様、Intel用ならLGA1151やLGA2066、AMD用ならAM4やTR4などソケットタイプによって取付け可否が決まるため、購入前に必ず確認しましょう。
選択肢が豊富で、メーカーによって流速をあげるためのジェットプレートやマイクロフィンなど細かな違いはありますが、D5やDDCポンプでしっかりと流せていれば性能差はほとんどありません。見た目で選んで良いと思います。
CPU水枕の大半は冷却力重視の銅製もしくは銅製ニッケルメッキコーティングしたものだと思います。

VRM、チップセット用水枕

VRM単体の水枕も存在しますが、多くはCPU水枕と一体型になったモノブロックと呼ばれるものになります。
モノブロックはCPU単体水枕と違って、マザーボードごとにVRM位置やフェーズ数が違うため、特定のマザーボード専用になります。購入前に必ず対応マザーを確認しましょう。
X99チップセットのASUS RAMPAGE V EXTREMEなどはCPU、VRM、チップセットの3点を一緒に冷却できるモノブロックがありました。
チップセット単体水枕はあるにはありますが、最近は大型ヒートシンクが搭載されていて、水枕を取付けなくても十分冷却できますし、RGB LEDが搭載されているものも多く、あえて水枕に換装するニーズが少ないためか最近は新製品がでてないと思います。
VRMやチップセット単体水枕で汎用的に多くのマザーボードで使用できるユニバーサルタイプがKoolance等から販売されていますが、ずいぶん前に出たものなので最近のマザーで使用できるかはわかりません。

GPU用水枕

GPU用水枕はビデオカード上のGPU、メモリ、VRMを一緒に冷却できるフルカバーと呼ばれるものがほとんどです。
ビデカードごとに実装位置やフェーズ数が違うため、特定のビデオカード専用になります。正確にはNVIDIAやAMDのリファレンス基板用、メーカーオリジナル基板用に大別され、前者はリファレンス基板を採用するビデオカードならどれでも取り付けできます。後者は特定モデル専用になります。購入前に必ず対応ビデオカードを確認しましょう。
メーカーによって流速をあげるためのジェットプレートやマイクロフィンなど細かな違いはありますが、D5やDDCポンプでしっかりと流せていれば性能差はほとんどありません。冷却力重視の銅製もしくは銅製ニッケルメッキコーティングのものがほとんどなので、見た目で選んで良いと思います。
最近はRGB LEDを搭載したモデルも多く、また、EVGA、ASUS、MSI、GIGABYTE、ZOTACなどからフルカバー水枕装着済みのビデオカードも販売されており、CPU水枕ほどではないですが選択肢は増えてきています。

メモリ用水枕

専用ヒートスプレッダとその上部に取付ける水枕のセットで使用します。
専用ヒートスプレッダが別売になってることもあります。
ユニバーサルタイプがほとんどですが、規格(DDR3/DDR4など)によって装着できないものもあるため、購入前に必ず対応規格を確認しましょう。
水枕部分は銅製もしくは銅製ニッケルメッキコーティングのものがほとんどだと思います。
DDR4メモリは電圧が低く発熱も少ないため、メモリ付属のヒートシンクで十分冷却できますし、RGB LEDが搭載されているものも多く、あえて水枕に換装するニーズは減ってきています。

NVMe/Optane SSD用水枕

NVMeやOptaneが登場してまだ数年なので水枕の選択肢は非常に少ないです。
今後、数が増えてきて確認ポイントがわかってきたら追記していこうと思います。
M.2 NVMe用は、今のところ直接M.2に取付けられるようなコンパクトなものはなく、PCIeスロット変換カードと水枕がセットになってます。

 

ラジエータ

サイズ

サイズは大きければ大きいほど放熱フィンの数が増え、冷却力は上がります。
逆に12cmファンや14cmファン1つ分の小さいラジエータで、厚みも30mm程度の薄型だと、空冷とほとんど変わらない、あるいはハイエンド空冷のが冷える場合もあります。
初めて本格水冷を導入する人にとっては、どれくらいの大きさにすれば良いかわからないと思うので、私見になりますが今までの経験からCPUとGPU別にオススメのサイズを表にまとめたので参考にしてみてください。
(大きさの単位:mm)

CPU

4~6コア

OCしない
・240 厚さ30
OCする
・360 厚さ30

8~12コア

OCしない
・360 厚さ30
OCする
・360 厚さ60
・480 厚さ30~60

12~16コア

OCしない
・360 厚さ30
OCする
・480 厚さ60
GPU

RTX2080など

200Wクラス

OCしない
・240 厚さ30
OCする
・280 厚さ30

RTX2080Tiなど

250W~300Wクラス

OCしない
・280 厚さ30
OCする
・360 厚さ30

※OCは常用ラインのことでありベンチマークハイスコア狙いの一発芸的過度なOCは想定していない
※CPUは100%負荷時で80℃以下、GPUは50℃以下をターゲット
※ラジエータサイズはターゲット温度内に収めるための目安

ターゲット温度がCPUとGPUで違うのは、CPUはダイと水枕の間にヒートスプレッダがあり、直接熱伝導できないことや、ダイサイズが小さく熱伝導面積も狭いことからどうしても温度は上がりやすく、一方のGPUはダイ直、ダイ面積も広いので熱伝導で有利というのがあります。

例えば以下のような構成だとすると

CPU 9900K VRM一体冷却のモノブロック
GPU RTX2080 フルカバー
用途:OCなし、ゲームを長時間しながら実況配信もする

CPUとGPUの両方同時に負荷がかかることが想定されるので、ラジエータは別々に用意したほうが良いと思います。CPU用のラジエータはVRMの熱も加味して360 厚さ60、GPU用に240 厚さ30を選択するといった感じです。
CPUとGPUどちらか片方ずつにしか高負荷がかからないような使い方であれば、ラジエータを1つにしてしまい、初期導入コストを抑える案もあります。
その場合は大きい側に寄せて360 厚さ60を選択すると良いでしょう。

前回の本格水冷ガイド②-スペースの確認で説明したとおりラジエータをケース内に収める場合、物理的制限(他パーツとの干渉)があるため、必ずケースの仕様を事前に確認して設置可能か確認しましょう。

素材

水枕の多くは銅製あるいは銅製ニッケルメッキコーティングなのに対し、ラジエータは銅製もしくはアルミ製があります。フラットチューブと放熱フィンで素材が別になっているものもあります。
結論から言うと最低でもクーラントが通るフラットチューブは銅製を選択するのが安全です。
冷却力の観点で銅がアルミよりも熱伝導率に優れているというのもありますが、それ以上に電蝕の抑制があります。
電蝕(電食)は異種金属間が導電性のある液体に浸されていると、プラス側となる金属(低電位な金属)がイオン化して腐蝕することです。
銅とアルミは電位差が大きく電蝕が発生しやすい組み合わせで、アルミ側が腐蝕します。腐蝕するとクーラントが汚れて、ゆくゆくはその汚れが水枕のフィンに詰まったり、最悪の場合は溶けて隙間ができ、クーラントがリークしたりします。
水冷で使用するクーラントは不純物がほぼない精製水 + プロピレングリコールなどの腐蝕防止剤が含まれており、導電性が低く、電蝕を抑えてくれますが、人の手で組み立てる以上、不純物ゼロの状態で密封することはできません。(不純物が混じると導電性が上がります)
なので出来るだけ銅とアルミを同じ経路に混合しないというのが安全策です。
私の調べた範囲で銅製のラジエータをご紹介しておきます。
・Alphacool「NexXxoS」シリーズ
・Bitspower「Touchaqua」シリーズ
・Bitspower「Leviathan」シリーズ
・EK「CoolStream」シリーズ
・XSPC「TX」シリーズ
PCの水冷に詳しい方ならどれも人気のラジエータなのが分かると思います。
ちなみに、この中で明確に100%銅(フルカッパー)と謳っているものはAlphacoolだけです。Bitspowerは高品質銅の組合せと記載されてますのでフルカッパーかもしれません。
EKとXSPCは90%銅+10%真鍮と仕様に記載されてます。

他に人気のラジエータとしてHardware Labs「Black Ice Nemesis GTX/GTR」シリーズがありますが、こちらはフィンについては銅を謳っていますが、フラットチューブについては仕様の記載がありません。海外のoverclock.netのフォーラムでアルミが使われているのでないかという議論のスレッドをみると、塗装を剥がして確認した人がおり、
クーラントの出入り口は銅で、フラットチューブは白い金属だったというので銅ではないようです。公式とおぼしき回答では無鉛はんだを使用しているんだとか。
仮に無鉛はんだだったとして含有の95%以上がスズなので、アルミほどではないですが、銅とは電位差があります。気にするほどではないかもしれませんが、何年も使用する場合や、精神衛生上はあまり推奨ではないというのが私の見解です。
私はフルカッパーを謳っているAlphacoolを愛用しており、今まで問題が発生したことはありません。

 

リザーバ

本格水冷ガイド①-リザーバでご説明したとおり、(瞬間的な話を除いて)クーラントの量で冷却力は変わらないので、設置スペースに問題なければリザーバの大きさは好きなもので良いと思います。
小さいほうがクーラントのコストを抑えることはできますが、見た目のインパクトとして大きいものをチョイスしても良いでしょう。
円柱形状のポンプ一体型が種類も多く人気です。

 

ポンプ

本格水冷ガイド①-ポンプでご説明したとおり、ラングポンプのD5もしくはDDCなら揚程は3m以上あるので十分なパワーがあり、好きな方で良いと思います。個人的にはDDCのが揚程が高く、大きさもややコンパクトなので好きなのですが、半年以内に故障したことが2回あったので最近はD5を使用してます。
ポンプにはパワーを調整できるモデルもあり、PWM式と、D5のみアナログダイアル式もあります。
PWM式はマザーボードのファンヘッダピンにつないで制御します。マザーボード上のファンヘッダピンは複数あると思うので、PUMP対応のピンがあればそちらを優先的につなぐようにしましょう。
PWM式のD5は、PWM制御ケーブルをファンヘッダピンに挿さないと、圧力40%程度しかでませんので必ず繋ぐようにしましょう。
ダイアル式はポンプ底面に赤いダイアルがあり、数字の大きい方へ回すと圧力を上げることができます。
PWM、ダイアルについても好みのものを選びましょう。

水枕やラジエータを複数使用する場合、ポンプを複数にすべきか悩む人もいると思いますが、CPU水枕 x1、GPU水枕 x2、360mmラジエータ x2ぐらいまでならポンプ1基で大丈夫です。上りの経路の合計が2m以上になるようならポンプの追加を検討しても良いと思います。

 

フィッティング

本格水冷ガイド①-フィッティングでご説明したコンプレッションフィッティング以外にもたくさんの種類があり、用語の意味や経路を構築する上で知っておくと便利なものもあるため、一覧でご紹介します。

種類 説明
コンプレッション チューブと他のパーツを接続できるようにするもの。
PVC用はチューブの内径(ID)、外径(OD)の両方、ハード用はODが合ったものを選ぶ必要がある。
チューブ接続口の反対はG1/4オス。
ロータリー 首振り機能付きのこと。微調整がしやすいためアングルを選ぶ際はローターリー付きがオススメ。
アングル 30°、45°、60°、90°、T字、Y字、十字など角度を変えれるもの。
スプリッター アングルのうちT字、Y字、十字など経路を分岐させられるもの。
アダプター G1/4ネジ接続できるフィッティング全般をさす。
オス-メス、両オス、両メスがある。
多くはアングルアダプターで、ロータリーつきアングルアダプターもある。
コンプレッションと組み合わせてチューブの角度や向きを調整できる。
エクステンダー ストレート形状のアダプターで長さを延長できる。
ボールバルブ ガス栓のようなツマミがついており経路の開閉が簡単にできる。
T字、Y字、十字アングルアダプターと組み合わせて、ドレン用口などを作れる。
・クイックリリース
・クイックディスコネクト
・シャットオフバルブ
オスとメスのパーツに分かれており、オスメスを合体させると経路が開いた状態で繋がる。
簡単にオスメスを外すことができ、瞬時に経路が遮断され、クーラントを溢さずに切り離すことができる。
プラグ G1/4オス状のフタ。
ラジエータやリザーバの余分なフィッティング口を塞いだり、T字、Y字、十字アングルアダプターと組み合わせて、ドレン用口などを作れる。
フィルポート PVCチューブに差し込み、プラグと組み合わせることでドレン用口などを作れる。
フィルター 経路の途中にとりつけることで経路内のゴミをフィルターしてくれ、水枕などの目詰まりを抑制できる。
揚程の余計な圧損になるので複数の取り付けは非推奨。
ケーストップ ケースの外にチューブを出す際に、隔壁に取付けることで見栄え良く穴をつくることができる。
穴はG1/4両メスなのでコンプレッションやオスのアダプターを取り付けることができる。


必要なフィッティングを最初から過不足なく揃えるのは、特にハードチューブでは難しく、実際に作ってみると角度が合わなかったり、長さが足りなかったりで、ベテランでも途中で買い足すことは少なくありません。
簡単なものでもよいので想定する経路を紙などに描いて、必要な種類や数を確認しておくことをオススメします。

フィッティングの素材は真鍮製にメッキやマットコーティングをしたものがほとんどです。コーティングが剥げて真鍮部分が直接クーラントに触れると、ラジエータや水枕の銅と電蝕が起こりえます。特にG1/4部分のコーティングが使いまわしで剥げやすいので、5円玉のような色が見えてきた場合は、潔く新しいものに取り換えることをオススメします。 

 

チューブ

本格水冷ガイド①-チューブでご説明したとおり、PVCとハードがあります。
いずれも太さによる冷却力や加工難易度は変わらないため、好きなものを選びましょう。太い方がインパクトはありますが、必要なクーラント量が増えます。
水冷を構築している途中で予定経路を変更したくなったり、ハードチューブの場合は加工の失敗もあるため、長めに(1.5~2倍)購入しておくのがオススメです。
というのも、国内ショップでは在庫切れになりやすく、海外ショップでは輸入に時間がかかるため作りかけのまま1ヵ月近く待ち期間ができてしまったりします。

PVC

Tygon(タイゴン)製が柔らかく小さな曲げでも経路が潰れにくく、透明度も高いため綺麗です。ただし他PVCチューブの例にもれず黄ばみは早いので透明やホワイトのクーラントだと1年経たずして黄ばみがわかるようになってきます。
クーラントで色を付けるよりも色付きチューブを使用する方が、綺麗な状態を長期間キープしやすいです。

ハードチューブ

主に3種類あり、それぞれの特徴を一覧でご紹介します。

素材 特徴
PETG ヒートガンで熱して曲げれる。
パイプカッターで容易に切断できる。
クーラントの沈着はPVCよりしにくい。
アクリル ヒートガンで熱して曲げれる。
パイプカッターで切断しようとするとヒビが入るため、パイプソー(パイプ用ノコギリ)で切断する必要があるが垂直に切断する技術が必要。
PETGより透明度が高い。
クーラントの沈着はほとんどない。
真鍮ニッケルメッキ 容易に曲げることができない。
金属用刃のパイプカッターで切断できる。
切断面が鋭利で、コンプレッション内のO-Ringを傷つけ切断してしまうことがある。

個人的にはPETGが最も加工しやすく、特に肉厚のOD 16mm x ID 12mmが曲げ加工時にシワができにくいのでオススメです。

ハードチューブ加工に必要な工具類もご紹介しておきます。 

種類 用途
ヒートガン 曲げ加工の際チューブを温めるのに使用。
温度調節機能付きがオススメ。
パイプカッター or パイプソー PETGなら塩ビ用刃のパイプカッター。
アクリルならパイプソー。
真鍮なら金属用刃のパイプカッター。
リーマー 切断面のバリ取り用。
耐水ペーパー(紙やすり) 切断面を滑らかにする用。
400番、800番をよく使う。
シリコンチューブ 曲げの際に経路潰れを防ぐ。
チューブの内径(ID)とピッタリ合うサイズでないと楕円潰れするので注意。
ベンディングツール 特定の角度に曲げるためのガイド。
専用のベンディングツールセットは最初はあると便利だが慣れると必要なくなる。
U字や螺旋状に曲げる場合は金属の円筒(スチール缶)などに沿わせれば代用できる。
任意の角度ならプロトラクタを使う方が汎用性が高い。

 

クーラント 

水道水は不純物が混じっており導電性があるため、電蝕が起こるリスクがあります。精製水は最初は絶縁性高めですが、次第に雑菌が繁殖して導電性が上がるため、必ず専用のクーラントを使用しましょう。
クーラントは精製水で希釈して使用するタイプと、そのまま使用できるタイプがあります。
また、エチレングリコールを含んだものと、プロピレングリコールを含んだものの2種類あります。プロプレングリコールのが粘性が低く、熱交換効率が高いためクーラントとしては優秀とされてます。実際は1℃変わるかどうかだと思います。
どちらも毒性があるため、絶対に目や口に入れたりしないでください。
下水へ流すのは法律違反なので廃棄時は以下のいずれかで処理しましょう。
・紙などにしみこませる or 凝固剤を使用して燃えるゴミへ
・ガソリンスタンドで回収してもらう

車用のクーラントで代用でき、そっちのがコスパが良いという人も多いですが、車用クーラントはグリコールの含有量が多すぎて粘度が高いため、PC水冷用と比べてキャビテーション(泡立ち)が発生し易かったり、エアが抜けにくかったり、熱交換効率は下がるので原液のまま使用するのはあまりオススメしません(精製水で希釈すれば済む話ではあります)
昔はJINGWAY「ICELAND COOLANT」が、絶縁性が高いらしく電蝕抑制に優れていたため人気でしたが、現在は生産終了していて入手できません。
個人的にはAquacomputer「Double Protect Ultra」シリーズがエチレングリコール系ではあるものの、汚れにくく変色も少ないのでおススメです。それでも年1以内交換が推奨です。(私は半年ペースで交換してます。)
初めはどれくらいの量を用意しておけば良いかわからないと思いますが、以下のような大きめの水冷システムを構築しても1本(1000ml)あれば大抵足ります。
予備も含め2本あれば十分でしょう。

チューブID12mm(or 1/2inch) x 長さ2000mm = 約250ml
ラジエータ360mm x 120mm x 45mm 1基 = 約220ml
リザーバ 300ml用 1基 = 300ml
ハウジング内 + ポンプ内 + 水枕内 = 約100ml
計 約870ml
※厳密にはフィッティング内もありますが1個あたり1~2ml程度なので誤差とみなしてます。

 

オススメショップ

国内
・オリオスペック(品揃えが豊富)
・CoolingLab
・ark
・TSUKUMO(Thermaltakeの水冷パーツがある)
・PC ONES(Thermaltakeの水冷パーツがある)
・Amazon
海外(日本直送できPaypalが使えるところ)
・Performance PCs(品揃えが豊富で発送も早いためオススメ)
・Aquatuning Japan(一応日本語サイト)
・EKWB

 

 

かなりのボリュームになってしまいましたが、できるだけ失敗しないようにポイントを記載したので、是非参考にしつつ、じっくりとパーツ選定してもらえたらと思います。
この記事がこれから本格水冷を始める方の少しでも役に立ったら幸いです。
次回はPVCチューブのループ構築手順をご紹介しようと思います!

 

シリーズ記事

・自作PC 初めての本格水冷ガイド① 仕組みとパーツの役割

・自作PC 初めての本格水冷ガイド② 導入前の確認ポイント

・自作PC 初めての本格水冷ガイド③ パーツ選びのポイント

・自作PC 初めての本格水冷ガイド④ PVCチューブループの作業手順

・自作PC 初めての本格水冷ガイド⑤ 必要なメンテナンス

・自作PC 本格水冷ガイド Extra ハードチューブループの作業手順