オーバークロックとは、コンピューターのコンポーネントをメーカーが設計した動作速度よりも高く、より高速に動作させることを指します。一見すると、その魅力は魅力的です。「低速で安価なCPUを購入し、クロック速度を上げれば、あっという間に安価でハイエンドなプロセッサが完成する」。
もちろん、そんなに単純ではありません。オーバークロックは確かにシステムを高速化しますが（そして同時にコストも節約できます）、それは正しく実行した場合に限られます。
オーバークロックの基本、オーバークロックとは何か、その背後にある基本的な数学、そして自分のシステムをもう少しハードに、そして高速にする方法などについてお話しします。ここでの目標は、費用対効果の高い、安定したパフォーマンスを得ることです。結局のところ、コンピューターがどれだけ高速であっても、10分ごとにクラッシュして再起動を待たなければならないのであれば意味がありません。
オーバークロックは複雑なトピックですが、ここではできるだけシンプルに説明します。電圧の変化や電源の問題、メモリタイミングの複雑さについては詳しく説明しません。また、安価なCeleronを8.2GHzまで上げる方法も説明しません。
ただし、CPUコアの乗数とメモリクロック、そして両者の関係性については後ほど説明します。メモリとCPUは複雑に絡み合っており、どちらか一方の速度を単純に上げるだけでは、期待するパフォーマンス向上が得られない場合があります。
オーバークロックとは何ですか?
簡単に言うと、オーバークロックとは、 CPUとメモリを公式のスピードグレードよりも高い速度で動作させることを意味します。ほとんどすべてのプロセッサには、出荷時に速度定格が設定されています。例えば、Intel Core i7 860は出荷時2.80GHzで動作します。Core i7 860をオーバークロックするということは、クロック速度を2.80GHzよりも高くすることを意味します。この記事では、CPUのオーバークロックに主に焦点を当て、その核となる概念を説明します（意図的な言葉遊びです）。
プロセッサは、オーバークロックしてもすぐに壊れることはありません。これは、最新の CPU の速度定格によって、同じ製造バッチ内のすべてのプロセッサが実行できる速度が指定されているためです。この数値は、特定のプロセッサが実行可能な最大速度よりもかなり低くなる可能性があります。
一般的に、最近のCPUの歩留まりは非常に高いため、チップに搭載されている公称速度グレードは、そのチップが実際にコンピュータを動作させる速度よりもはるかに低い可能性があります。つまり、製造プロセスにおける統計的な分布は高品質のチップに偏っているため、プロセッサの速度は定格速度よりも高い可能性が高いのです。
免責事項と誤解
コア乗数とメモリクロックを無計画に調整する前に、重要な免責事項について少し説明します。
オーバークロックを行うと、市販のCPUの保証が無効になります。オーバークロックはCPU、マザーボード、またはシステムメモリを破損させる可能性があります。ハードドライブが破損する可能性もあります。オーバークロックを行う際はご注意ください。警告しました。
この免責事項を読んだ後、あなたは立ち去ろうとするかもしれません。しかし、やめてください。適度なオーバークロックはほぼ安全です。
近年、IntelとAMDは数年前ほどオーバークロックを容認しなくなりました。両社とも、コアマルチプライヤー（後ほど説明します）をアンロックしたCPUを出荷しており、たとえコアマルチプライヤーがロックされているCPUであっても、オーバークロックはかなり容易です。
まず、オーバークロックに関するいくつかの誤解を見てみましょう。
誤解 1: オーバークロックには高価な液体冷却装置または非常に騒音の大きい空冷装置が必要です。
実は、極端なオーバークロックを計画しているのであれば、これは迷信ではありません。しかし、中程度のオーバークロック（仕様より1～2段階高い速度）であれば、市販のCPUに付属する純正クーラーを交換または追加することなく実現できる場合が多いです。一方、高性能クーラーを使用すれば、高クロック時における製品の寿命を延ばすことができます。
誤解その 2: 同じチップの異なるイテレーションでも、オーバークロックの能力は同じです。
製造歩留まりは統計的な分布であるため、記載されている速度よりもはるかに高速に動作するCPUが手に入る可能性はありますが、最終的には10%程度しか高速に動作しないプロセッサが手に入る可能性もあります。つまり、近所の友人がCore i5 750（定格2.66GHz）を4GHzで動作させているからといって、あなたのCore i5 750 CPUも同じ速度で動作できるとは限りません。オーバークロックを試みる際には、この注意事項を念頭に置いておくことが重要です。
誤解その3: オーバークロックには高価なマザーボードとメモリが必要です。
必ずしもそうではありません。ここでは、かなりハイエンドなマザーボード（約250ドル）、190ドルのマザーボード、そして140ドル程度のMicro-ATXマザーボードを例に挙げて説明します。この神話を生み出した300ドル以上のマザーボードは、極端なオーバークロック（特定の特別な機能を必要とする）にこだわる人にとっては贅沢品です。同様に、DRAMを極端な速度までオーバークロックしない限り、（今回の例で使用している）手頃な価格のDRAMでも十分です。
基本的な基本
個々の CPU アーキテクチャについては詳しく説明しません。ただし、基本的なことは知っておく必要があります。
すべてのCPUには基本クロック周波数があり、CPU内部の他のすべてのクロック周波数はこの基本クロック周波数から算出されます。プロセッサの各セクションは、一種の標準タイムキーパーとして機能するこの基本クロック周波数を乗算し、CPUの特定のセクションの内部クロック速度を算出します。Intel Core i5/i7シリーズのCPUでは、基本クロック周波数はベースクロックまたはBCLK（通常は133MHz）と呼ばれます。AMDでは、この周波数をCPUバス周波数と呼んでおり、AMDのデスクトッププロセッサでは通常200MHzに設定されています。
Core i5 750 CPUについて少し見てみましょう。Core i5/i7シリーズのほぼすべてのIntel CPUと同様に、Core i5 750のBCLKは133MHzです。一方、i750の定格速度は2.66GHzです。メインプロセッサはBCLKの数値を20倍して2.66GHz（2666MHz）を算出します。これがCPUの乗数です。なお、Intelの最新CPUには、特定の条件下でCPUをデフォルト速度よりも高いクロック速度で動作させるTurbo Boostと呼ばれる機能も搭載されています。例えば、Core i5 750で1つのコアのみが使用されている場合、Turbo Boostの周波数は3.2GHzになります。
ほとんどの市販プロセッサはクロックロックされており、CPUのクロック倍率を定格速度以上に上げることはできません。一部のマザーボードはCPUのクロック倍率をアンロックしようと試みますが、一般的な市販CPUの場合、ほとんどの場合、クロック倍率をアンロックすることはできません。確かに、通常はクロック倍率を最大定格よりも低い値に設定できますが、なぜそうする必要があるのかは明確ではありません。
通常、Intel CPUのベースクロック（BCLK）またはAMDプロセッサのCPUバス周波数は、任意の値に調整できます。ただし、オーバークロックの他の段階と同様に、ここでも注意が必要です。基礎となるクロック周波数を変更すると、他の多くのパラメータも変更されます。それでも、オーバークロックを支援する便利なツールです。
オーバークロックしたプロセッサに何を期待するか
オーバークロックという物理的な作業を始める前に、何を達成しようとしているのかを考えてみましょう。オフィスの生産性向上アプリやWebブラウザなど、標準的なデスクトップアプリケーションを実行するためにコンピューターを使用する場合、クロック速度を上げても目立ったパフォーマンス向上が得られないため、オーバークロックは意味がありません。
一方、PCの様々なサブシステム（ハードドライブ、グラフィックス、メモリ、CPU）に負荷をかけるゲームなど、システム負荷の高いアプリケーションを実行する場合は、CPUクロックを上げることで多少の性能向上が見られますが、過度な期待は禁物です。ハイエンドゲームであってもCPUに依存せず、オーバークロックよりも高性能なグラフィックスサブシステムの方がメリットが大きい場合もあります。それでも、クロック速度を調整することで多少の性能向上が見られるでしょう。
CPU負荷の高いアプリ、特にマルチスレッドアプリケーションは、クロック速度の向上によって最も大きなパフォーマンス向上が見込めます。写真編集やビデオトランスコーディングなどは、こうしたタイプのプログラムの例です。
ただし、最終的な目標は速度と安定性の両立であることを忘れないでください。オーバークロックしたシステムでアプリケーションを安定して実行できない場合、極端なクロック速度は単なる机上の空論に過ぎません。
候補者
3種類のCPUをそれぞれ異なるマザーボードで比較します。最初の組み合わせは、AMDの最新ハイエンドCPUであるPhenom II X6 1090TをAsus Crosshair IVマザーボード（AsusのAMDプロセッサラインナップの中でもハイエンドで、通常価格は約220～250ドル）で動作させたものです。
2つ目の組み合わせは、Intelの最新クロックアンロックCPUであるCore i7 875K（Intelのソケット1156プロセッサのハイエンドモデル）を、Asus P7P55D-E Pro（約190ドル）で動作させたものです。Core i7 875Kはオーバークロックが容易で、極めて高いクロック周波数まで容易に設定できます。
最後のプロセッサ/マザーボードの組み合わせは、Intel の Core i5 750 です。これは、手頃な価格でクロックロックされたプロセッサですが、かなりのオーバークロックの可能性を秘めており、約 140 ドルで入手できる Gigabyte GA-P55M-UD4 micro ATX ボードで実行されます。
自動、半自動、それとも手動?
今日の多くのマザーボードは、自動（または半自動）オーバークロック機能を備えています。私たちは、完全自動オーバークロックは避ける傾向があります。この機能を有効にすると、BIOSセットアッププログラムはいくつかのテストを実行し、様々なクロック速度（CPUとメモリ）を安定していると判断される最高クロック速度に設定します。しかし、Windowsを起動してアプリケーションを長時間実行しようとすると、この高速クロックが不安定になることがよくあります。
半自動アプローチでは、複数のオーバークロックプリセットから選択し、制限されたオーバークロックを指定できます。ASUSの「CPU Level Up」機能は、このアプローチの一例です。
Intelのアンロック済みCore i7 875Kプロセッサーを使った半自動シナリオを順に見ていきましょう。まず、起動中にDeleteキーを押してBIOSセットアッププログラムに入ります。Asusセットアップのタブの一つにAi Tweakerがあり、これはシステム設定をワンストップで調整できるツールです。矢印キーで画面を移動し、Enterキーを押して変更したい設定を選択します。
最初に変更できる設定は「CPUレベルアップ」（左の拡大スクリーンショットに表示）です。設定オプションは「自動」（あまり効果はありません）と3つのプリセット（それぞれ「Crazy」という単語で始まります）です。最初の2つの設定はそれほどクレイジーではありません。クロックレートを1～2段階上げるだけです。
このCPUでCPUレベルアップ機能を使用するには、「詳細設定」タブを開き、「Intel SpeedStepテクノロジー」（画面を下にスクロールして選択）を選択して無効にしてください。SpeedStepを無効にすると、電源管理も無効になるのでご注意ください。オーバークロックが無料だなんて、思っていませんでしたか？
CPU レベル アップの最初の 2 つの「クレイジー」オプションのいずれかを選択すると、システムが起動し、より高いクロック速度で実行されます。
CPUレベルアップの使用にはいくつかのリスクが伴います。例えば、アンロックされたCPUを使用しているにもかかわらず、BIOSセットアップはクロック倍率がロックされていると想定します。そのため、CPUレベルアップはクロック倍率を上げる代わりに、ベースクロックを「Crazy-3.52G」設定で160MHzまでブーストし、メモリタイミングを変化させます。
我々のCPUはストレステストでは3.52GHzで安定していましたが、3.2GHz設定で運用することをお勧めします。このCPUであればオーバークロックがほぼ確実に成功し、ベースクロックも146MHzまで抑えられます。メモリ速度はデフォルトの1066MHzとそれほど変わりませんが、1170MHzと少し高速です。
それでは、Intel Core i5-750を手動でオーバークロックする方法を見てみましょう。このクアッドコアCPUのデフォルトのクロック速度は、4つのコアすべてが動作している状態で2.66GHzです。今回はGigabyte GA-P55-UD4を使用します。オーバークロックの仕組みが分かれば、手動でのオーバークロックは非常に簡単です。それでは、典型的なBIOS設定画面を見てみましょう。
右の拡大可能なスクリーンショットは、Gigabyte P55M-UD4 BIOSセットアッププログラムの詳細な周波数設定画面を示しています。このプログラムにアクセスするには、起動中にDeleteキーを押します。ここで設定するのは、「CPUクロック比」（CPUのクロック倍率）、「ベースクロック周波数」、そして「システムメモリのクロック倍率」の3つです。デフォルト値は、CPUクロック倍率が20倍、ベースクロックが133MHz、システムメモリのクロック倍率が8.0です。
BCLKを166MHzに設定することで、Core i5 750を簡単に3.5GHz近くまで上げることができました。これにより、メモリ周波数も1328MHzまで上がりました。より極端なオーバークロックも成功しましたが、このシステムはすでに以下の設定で数ヶ月間正常に動作していました。
· CPUクロック比: 20倍
·ベースクロック: 150MHz
·システムメモリ乗数: 8 倍 (メモリ速度 1200MHz)
この特定のセットアップは、標準の Intel 市販クーラーを実行して 3.0GHz で非常に安定しています。
それでは、AMD システムを見てみましょう。
Phenom II X6 1090Tプロセッサは既に3.2GHzで動作しているので、スピードグレードを2つ上げるとシステムは3.6GHzで動作することになります。そこで、比較的ハイエンドなCPUクーラー（50ドルのThermalright Ultra 120 rev Cと、ごく標準的な120mmファン）を使って、3.6GHzを上限とします。
まず、設定を調整する前のBIOS画面を見てみましょう。左の拡大可能なスクリーンショットがこの画面です。
このAMDベースのマザーボードの設定はIntelベースのマザーボードと似ていますが、若干異なります。オーバークロックにおいて考慮すべき重要な項目は、CPUのクロック倍率とDRAM周波数です。
最終的な設定画面は、右側の拡大可能なスクリーンショットに示されています。
1090T はクロック ロック解除されているため、Ai Overclock Tuner を手動に設定し、CPU 比率を既定値の 16 から新しい値の 18 に変更するだけで済みました。実際、AMD では増分設定 (たとえば、16.5 倍) を選択できるため、技術的にはオーバークロックされたシステムは 4 段階の速度で実行されるようになりました。
他に行った変更は、DRAM周波数を手動で1333MHzに設定しただけです。これだけで、システムはストレステスト下で数時間動作しました。
ストレステスト
システムをオーバークロックする場合は、システムの安定性を確認するためにストレステストを実行することをお勧めします。本格的なストレステストには、FurMarkとPrime 95のインスタンス4つを同時に実行する組み合わせが最適です。
どちらのプログラムも、反復ストレステストを実施するための専用モードを備えています。テストの設定には多少の手間と知識が必要ですが、2つのテストを同時に実行することでシステムに過大な負荷をかけることができます。CPUの安定性をテストしたいだけなら、Prime95だけでも問題なく動作するはずです。
もう一つのテスト方法としては、PCMark Vantageのような堅牢なシステムベンチマークがあります。残念ながら、最近ではこうしたプログラムや、https://www.pcworld.com/downloads/file/fid,4005-order,1-page,1-c,alldownloads/description.htmlのようなストレステスト要素を備えたユーティリティの多くは有料です。とはいえ、ほとんどのストレステストには無料のソフトウェアで十分です。
CPUをオーバークロックすれば、多少のコスト削減とパフォーマンス向上が可能です。もちろん、ここではCPUのオーバークロックについてのみ触れました。メモリやグラフィックカードのオーバークロックも可能です。しかし、PCの3つのサブシステムすべてを同時に限界まで追い込むのは、忍耐と多くのストレステストを必要とする高度な作業です。
マザーボードの性能をチェックして、まずは試してみるのも良いでしょう。システムのスピードを1グレード上げるのは簡単です。ただし、慎重に行い、無理をしすぎないようにしましょう。1、2グレードのパフォーマンス向上に留めておけば、最終的には少し高速で安定したシステムを実現できるはずです。
