3930Kでオーバークロック - その5:ケースFANって奥が深いんだな･･･

ケースファン及びファンコン導入のため、下調べ開始。

上記の情報を読む前から、3930Kマシンにはケースファンとファンコンを追加する予定でいました。

その理由は以下な感じ。

1. CWCH80の付属FANはかなりうるさいので、元々夏までに交換する予定でいた。
   
2. ミドルタワーケース + LGA2011マザー + CWCH80 という組み合わせでは、メモリA-ch/B-chのエアフローが極端に悪くなるので、AB-CD間のメモリ温度差がどのくらいあるのか非常に気になっていた。
3. 色々なOC情報サイトを読んでいると「水冷じゃVRMが焼けるんじゃね？」的な書き込みが随所に見られ、VRM温度もそれなりに気になっていた。
4. HWmonitorなどの各種モニタリングツールで取得できるシステム温度が、全くアテにならない(OCして負荷かけても25℃以上にならない。とおもえば時々誤作動して70～127℃表示になる)

上記4点に加えて「FAN増設やFAN Xpert+でOC不安定かも？」な情報が加わった所で、とうとう財布の紐が緩みました。

ここで問題発生。････何コレ奥が深い('Α`)

ファンコン及びケースファンを購入しようと下調べを開始したら問題発生。というか問題解決しました(どっちだｗ)

私は今までケースファンの性能を気にした事が無かったし、ファンコン導入も考えた事が無ありませんでした。「うおおお～！ドレ買えば良いのか解らね～！」と2日ほどスペックカタログやレビュー記事とニラメッコしているうちに、自分のPCで発生している問題の原因が、おぼろげながら見えてきました。。。

• PCケースFAN - 購入前の下調べで分かった事
  とりあえず3ピンタイプ/4ピンタイプの2つが主流で、3ピンタイプは電圧で回転数制御、4ピンタイプは電圧をパルス状に変位させて回転数を制御するってこと位は知っていた。
  
  • たかだか1000～2000円の商品と甘く見ていた。
  • 恐ろしく豊富に種類がある。同じ回転数や風量でも、作動に必要なアンペア数や消費電力も結構違う。そしてそれを使っている人も恐ろしく拘っている場合がある。
  • 風量/回転数/騒音以外にも、羽の形状などで風の流れが「拡散型」「直進型」などの違いがある。
    　　・とりあえず風量が欲しい箇所･･･拡散型
    　　・前面吸気や基盤に直接風を当てる場合など･･･直進型
    　　・ケース内のエアフローを予測して、最適なものを選んだほうが効果が高い
  • 低回転･静音設計のケースファンの多くは、12V~7Vでの作動を保証。5V以下では不安定、または回転しない、または過度の負荷がかかり発熱する場合がある。 
  • 一旦止まったケースファンを再度回転させるには、かなりの負荷が必要。ファンの回転が止まったままなのに中途半端な電圧をかけていると不要な負荷がかかり、発熱･発火の恐れもある。

･･･私、フロントパネル(吸気側)の700rpm 静音ファンを、アイドル時30%(推定3.6V)で運用していました。。。この30%って回転数だと、時々FAN回転が止まります。動いている時でも、モニターツールでは正確に回転数を取得できない状態です。
これがPCに余分な負荷をかけ、余分な発熱を生んでいるらしいです('Α`)
そして、ここから回転数を徐々に上げていくってのは機械的にもの凄い無理がある事を初めて知りました('Α`)
（ちなみに回転数MAXから徐々に電圧を下げ、回転数を落としていくのは、回転数ゼロにならない限りそんなに負荷はかからないらしい）

CWCH80に付属しているFANの性能

あと、簡易水冷のラジエーターFAN2基もアイドル時35%まで絞っていました。こちらは正常に回転していたけれど「これもヤバイ設定なんじゃないか？」と疑い、調査。

CWCH80に付属しているFANの性能
　　FANの型番CF12S25SH12A / DC12V / 0.35A / 3ピン制御タイプ
　　回転数1300/2000/2600rpm、風量46～92CFM、動作音22～39dBA。
　　消費電力 4.1 W,スタートアップ電圧 4.1 V

う～む。35%はギリギリじゃないか。とりあえず、こちらはギリギリ正常稼動しているみたいですが、これも意外と負荷の原因だったかもしれないです...。とりあえずこれも元に戻して検証してみます。

解決

と言う事で、
　　・700RPM静音FANはアイドル時でも80%の出力に、
　　・CWCH80付属のFANはアイドル時でも60%の出力に、
それぞれ回転数を上げた所、見事OC耐性が元に戻りました。
（FAN Xpert+ が安定したかどうかはまだ未確認）

こんな所が原因だったなんて。。。盲点でした。。。orz

あとがき

PC電源をONにした時、最初に数秒間ケースFAN全部がフル回転する理由はこの辺にあったんだなあと、本日改めて実感。

そしてケースFANの運用がド下手だと、マザーに余計な負荷がかかりオーバークロックが不安定になる場合もあるんだな、と最初に紹介した眉唾モノの情報にも信憑性がある事を確認できました。

教訓:
　1.　3ピンのケースFAN制御する場合は、40%(5V)または60%(7V)が下限。
　2.　40%(5V)まで対応しているのは、2000RPM以上の高速FANだけと思った方が良い。
　3.　1000RPM以下の低速/静音ファンは、60%(7V)の作動すら怪しい場合もある。
　4.　ケースFANの詳細なスペックが解らないのならば、ファン速度を60%以下に下げない方が無難。

PCのファンがうるさいからって3ピン制御ファンをギリギリまで回転数を絞るってのはアホのやる事ですな。。。
静音FANに買い換えるのが正解です('Α`)

ファンコンおよびCWCH80のFAN交換については、次回更新で色々記載予定。

　

追記:2012.05.27

電力食いなケースFANをマザーに繋げる事で作動不安定になっちゃう現象について。
まーの人のページ PC日記2010年 1月 24日
似たような症状に苦しんだ方のサイトを発見。解決方法もほぼ同じです。
時々ですが、やっぱりこういう症状に出くわす事ってあるんですね(^_^;

追記:2012.02.07

ウチの3930Kマシンのオーバークロックが不安定になる症状も、FAN制御が悪影響を及ぼしていたって事で間違い無さそうです。

ファンコンを導入して、「このFANが怪しい」と思ったFANを制御しようとすると･･･

▲なんか挙動がおかしいです。。。
一応、AUTOで回転数は変動しているのだけれど、[ AUTO / SEMI / MANU ]の切り替えができません。このケースFAN、既に何かがおかしくなってる。。。

電源を入れれば普通に回転してくれますが、電圧調整での回転数制御が出来なくなっています。元からこういう製品だったのか、3.5V前後という低電圧で [止まってる or ギリギリ動いている]状態で2週間くらい使用したために急激に劣化しちゃったのか、、、どちらが正解なのかは分かりませんが･･･PCに変な負担を掛けていた事だけは事実です。

私は回転数の制御が出来ないFANをBIOS上から、またFAN Xpert+から制御しようとしていたワケですね(^_^;

　

消費電力も下がった･･･？

また、同時購入したワットチェッカーでファンコン導入後の消費電力の測定を行うと、アイドル時の消費電力が5～10Wほど低くなっています？
※構成の変更部分
　　1. CWCH80付属FAN2基 → SWiF2-120P2基／4.1Wx2 → 3.96Wx2
　　2. ファンコン導入→4個のファンを全てマザーから外し、ペリフェラル4ピンから電源供給
　　3. 200mm 700rpm FAN → 40%出力から 100%出力に変更(回転を安定させた)
上記「1.～3.」で消費電力が5～10Wも違う場合は、何が効いているんだろ？
やっぱ低すぎる電圧設定してケースFANの作動を不安定にしてたのが逆効果になっているんですかねえ('Α`)

細かい事はよく分かっていないので何とも言えないですが、こういった部分にも気をつけないと、CPUを安定してオーバークロックさせるのは難しいのかも知れないですね(^_^;

コールドブート時、POSTまでの到達が早くなった

注意: この項目で述べる現象は、単に私のOCスキルが上がった (2週間前まで DIGI Powerとメモコン周りの調整を良く分かっていなかった) だけ、の可能性もあります（＾_＾;

4個のファン(計14W (水冷モーターは別。ペリフェラルで接続) )をマザーから直接繋いでいた頃は、4.5GHz以上にオーバークロックするとPOST時に 2～3回ファン全開をやり直して何か [電源供給の調整] をしているような挙動を見せていましたが、全てのFANをファンコンに接続したらこの挙動が一切なくなりました。

それに加え、全てのFANをファンコンに接続した場合は電源投入時のFAN全開も無くなり、また [ファン全開やり直し] の挙動が発生しない場合でもPOST画面までの到達が2～3秒早くなった印象です(計測していないので体感でのお話)

OCの設定がまずかったのか、FANの数が増える分パワー供給が難しくなるのかは、この件だけではちょっと解らない。

追記部分のまとめ

多分、私の環境でOC不安定になったのは、3ピンのケースFANを極端に低い電圧で制御しようとして、マザーへの負荷が大きくなったからだと思います。

また、マザー上のFAN用電源は、それぞれ12W(1A)が上限で設計されていると仮定すると、PC自作板 SandyBridge-E OCスレの報告内容(2～4個のFANを1つのchに繋いだら不安定になった)も合点が行くような気がします。
マザーのFAN用電源の設計がどうなっているか、ってのはなかなか文献が見つからず、推測の域は出ませんが、多分これが正解なんじゃないかなと思ってます。

私はハードウェア的な部分の知識が乏しいので、推測ばかりのお話になっちゃいました。しかし思い当たる節のある方は、参考に出来る部分もあるんじゃないかと思います。

サイト内 3930K OC関連ページ

• その1: 3930K でオーバークロック(購入直後)
• その2:Load line Calibrationがわかって来た
• その3: メモリ回りの調整
• その4: BCLK変更にチャレンジ、4.68GHz達成････？
• その5: ケースFANって奥が深いんだな･･･ (このページ)
• その6: ワットモニターで消費電力を計測してみた
• その7: UnCore電圧チョイ盛りでベンチマークが7%上昇(4.3GHz→4.6GHz相当)
• その8: 3930K オーバークロック電圧設定表
• その9: (我流だけど)オーバークロック手順まとめ
  
  • その他
    ・3930K + P9X79 でオーバークロックする際に参考にしたリンク集
    ・オーバークロックする人の為のBSoDコード早見表
    ・マザーのCPUTIN･AUXTINの温度が異様に高くなる現象
    ・3930K と 920 の比較テスト:1.5～4倍の性能アップ
    ・P9X79+3930K Vttcpu=1.3v／外人さんの豪快なオーバークロック