IceGiantは、その巨大なクーラーはAMDの巨大なThreadripperさえも制御できると述べている

CPUは小型化しているかもしれませんが、実際には冷却性能は向上していません。AMDの32コアおよび64コアのThreadripper CPU、そしてIntelのCore Xチップなど、現代のハイエンドデスクトップCPUは、10年前には想像もできなかったほどの熱を発しています。

熱に対処するため、ほとんどのハイエンド PC では、最高のパフォーマンスを得るために高価で複雑なカスタム液体冷却装置を使用するか、自己完結型のオールインワン液体クーラーを使用します。

IceGiant社と、サーモサイフォンという古い概念に基づいた同社の空冷式クーラーの登場です。同社によれば、従来の空冷式クーラーを凌駕し、水冷式クーラーにも匹敵する性能を実現できるとのことです。しかし、本題に入る前に、PC冷却の現状を改めて確認しておきましょう。

デジタルストームアベンタム — Digital StormのAventum 3は、GPUとCPUを冷却するためにカスタム液冷システムを採用しています。CLCは今日のPC冷却の最高峰とされています。

カスタムループ冷却：食物連鎖の頂点

食物連鎖の頂点に位置するのは（オーバークロック競技用の特殊な冷却装置を除く）、カスタムループ冷却です。通常、CPUまたはGPUの上に銅製のウォーターブロックを置き、吸気管と排気管に接続します。液体（主に水）はウォーターブロックを通り、ラジエーターへと送られます。ラジエーターは基本的に、放熱用のファンが取り付けられた、アルミニウムまたは銅製のフィンを備えた大型の箱です。ほとんどのカスタムループ冷却装置には、システム内の水量を増やすための非常に大型の分配ブロックまたはリザーバーが備え付けられており、これにより高熱を緩和することができます。

カスタムループは一般的に最も効果的ですが、最も高価で構築も困難です。水と電気を混ぜることに抵抗がある人にとっては、水の量（通常は非導電性ですが）と、設計と組み立てを自分で行う必要があるという点から、最もリスクの高い選択肢となります。

サーマルテイクライニング 280mm — ThermalTake の Riing 280 などのオールインワンクーラーは、コスト効率の良さから現在人気があります。

オールインワン冷却：コスト効率の高いリーダー

カスタムループ冷却は効果的ですが、多くの一般ユーザーにとっては高価で複雑すぎるという問題がありました。そこで多くのDIY愛好家やPCメーカーは、よりシンプルなオールインワン型クーラーシステム（クローズドループクーラーとも呼ばれます）に注目するようになりました。これは、ウォーターブロック、ポンプ、ラジエーターを密閉されたパッケージに収め、あらゆるPCに簡単に取り付けることができるものです。パフォーマンス面では、適切に設計されたAiOクーラーは、一定の熱制限までは、一部のカスタムループクーラーに匹敵する性能を発揮します。

ゲーミングデスクトップやパフォーマンスデスクトップの大半では、コストと効率性の高さから、AiOクーラーが主流となっています。AiOシステムの最大の欠点は、故障のリスク（主にウォーターポンプ）に加え、ジョイントの破損による水漏れ、そして修理不能なことです。AiOは密閉されていますが、時間の経過とともに（通常は数年）、水分子がチューブを通過することで液面が低下する可能性があります。

エアクーラー：より安価で、より「信頼性が高い」

インテル HSF 1 コピー — Intelのヒートシンクファンは、多くのミッドレンジからローエンドのCPUに搭載されています。高性能ではありませんが、ほとんどの状況で標準的なパフォーマンスに対応できるように設計されています。

一般的な一般向けデスクトップPCのCPUは、表面積を増やすために押し出し加工されたフィンを備えたアルミニウムブロックで冷却されています。これらのシンプルなクーラーは、必要に応じて、アルミニウムよりも熱伝導率の高い銅製のセンタースラグを使用することで強化されることもあります。空冷式クーラーはすべて同じ仕組みで動作します。アルミニウムまたは銅製のボディが、高温のCPUからフィンへの熱伝導導体として機能し、ファンがフィンを通して空気を送り込み、熱を放散します。

クーラーマスターハイパー 212 エボ v2 — Cooler Master の Hyper 212 は、タワー型の直接接触ヒートパイプを使用しており、同クラスで最高のクーラーの 1 つと考えられています。

AthlonやCore i3などの低消費電力CPUであれば、基本的なアルミ製空冷クーラーで十分ですが、ハイエンドCPUにはより高度な冷却が必要です。空冷では、通常、シンプルなアルミや銅製の導体からヒートパイプへと移行することになります。

ヒートパイプは、液体（通常は水）を金属（通常は銅）チューブ内に封入することで機能します。チューブは通常、金属ブロックに押し込まれるか、平らにプレスされて CPU と直接接触します。水は高温の CPU に近づくことで加熱されると、液体から蒸気に変化し、チューブを通ってより低温のセクションに移動します。そこで、チューブに取り付けられたフィンとファンによって冷却され、液体に戻ります（凝縮します）。冷却されると、液体はヒートパイプの内側を覆うウィック（通常はフィン）、メッシュ、または圧縮または「焼結」された粉末に沿って CPU に戻ります。液体は毛細管現象によってウィックに沿って移動します。これは、コップの水にペーパータオルの角を軽くたたき込んだときに水がタオルの中を移動する様子に似ています。

ヒートパイプベースのクーラーは非常に効果的で、現在では最も安価なPCを除いて、シンプルな伝導式空冷クーラーに取って代わっています。最高級の空冷クーラーは、多くのオールインワンクーラーに匹敵する性能を誇ります。しかし、ヒートパイプには限界があり、IceGiantはそこに参入したいと考えています。

すべて理解できましたか？次のページでは、いよいよサーモサイフォンについて詳しく見ていきましょう。

サーモサイフォンの違い

ヒートパイプは、CPUの発熱量が膨大になり、蒸発した液体の量がウィックを通って下流へ向かう液体の量を圧倒し始めるまでは、非常に優れた性能を発揮します。ヒートパイプのこの状態は「ドライアウト」と呼ばれ、熱を伝達する液体がなくなる状態です。この時点でCPUの温度は急上昇します。

サーモサイフォンでは、CPU付近の蒸発器部分の液体はヒートパイプのように機能し、密閉された金属ケース内で加熱されて蒸気状態になります。加熱された蒸気はチャネルを通って凝縮器へと送られ、そこで冷却されて液体に戻ります。

重要な違いは、CPUに戻って再び沸騰させる毛細管現象に頼るのではなく、単純な重力で液体をCPUに戻すことです。理論上、この方式は、ウィッキング方式がないため、ヒートパイプよりも耐熱性が高くなります。液体の体積は、カスタムループクーラーシステムに比べるとまだ小さいですが、ほとんどのヒートパイプよりもはるかに大きくなります。

ホースに依存するAiOクーラーとは異なり、金属製のボディは液体の漏れを防ぎます。IceGIantによると、万が一金属製のボディに重大な故障が発生した場合でも、液体は誘電体であるため、電子機器に悪影響を与えることはないとのことです。

サーモサイフォン自体はコンピューターにとってもまったく新しいものではないが、それをビジネスとして成功させた人はいない。

氷の巨人3 — IceGiant のクーラーは、従来のヒートパイプのように簡単に「乾燥」しないシンプルなサーモサイフォンを採用しています。

サーモサイフォン対世界

IceGiant社は、このクーラーの容量を最大500ワットまで引き上げたと発表しました。同社は、AMDの巨大なThreadripper CPUの高温アプリケーションにおいて、既に市場に出回っている多くの巨大クーラーよりも優れた性能を発揮できると主張しています。

例えば、同社は、ProSiphon Eliteを模擬熱試験車両でテストした結果、大型のWraith Ripperを含むヒートパイプ設計よりも、サーモサイフォンの熱抵抗が優れていることを示したと述べています。IceGiantがブログで紹介した以下のグラフでは、特にWraith RipperはProSiphon Eliteよりもはるかに低い閾値でドライアウトに達しているとIceGiantは主張しています。

IceGiantの主張だけではありません。同社はTomshardware.comとLinus Tech Tipsの両方にプロトタイプクーラーをプレビューとして提供しました。どちらのプレビューでも、プロトタイプクーラーは非常に効果的であることが確認されました。特にLinus Tech Tipsのテストでは、IceGiantクーラーは巨大なマルチパイプ空冷クーラーだけでなく、かなり強力なオールインワン水冷クーラーよりも優れていることが示されました。YouTubeチャンネルが「水冷は終わった。サーモサイフォンの登場だ！」と宣言するほどでした。

もちろん、IceGiantがオールインワンクーラーより多少性能が優れているとしても、なぜ空冷式を選ぶのか疑問に思うかもしれません。多くの人が挙げる最大の理由は信頼性です。オールインワンクーラーにはポンプが搭載されており、時間の経過とともに故障する可能性があります。また、水の移動が遅いため、最終的には乾燥してしまいます。配管と電気の配線を混在させたくないという人も多く、そうなると空冷式しか選択肢がないという状況に陥ることが多いのです。

氷巨人の熱抵抗 — IceGiant は、テストの結果、高温アプリケーションにおいて ProSiphon がヒートパイプベースのクーラーよりも優れた性能を発揮できることがわかったと主張しています。

サーモサイフォンの弱点

画面にお金をかける前に、PCにおけるサーモサイフォンの弱点があることを知っておくべきです。最も明白なのはサイズです。上記のProSiphon Eliteは、Tom's HardwareやLinus Tech Tipsが使用したプロトタイプから大幅にスリム化されましたが、それでも信じられないほど大きく、多くのPCには収まりきりません。プロトタイプでは、稼働時にバンシーのような悲鳴を上げるDeltaの高回転ファンも使用されていました。IceGiantの関係者は最終製品で使用されるファンについて言及していませんが、Deltaのものよりもはるかに低回転になる可能性が高いです。ちなみに、IceGiantは市販部品の性能はプロトタイプと同等になると発表しています。

もう一つの問題は向きです。重力に逆らって動作するヒートパイプとは異なり、ProSiphonでは冷却サイクルを機能させるために、蒸発器が凝縮器よりも常に低くなければなりません。IceGiantは、ほとんどの標準的なタワー型またはデスクトップ型ケースで使用されている2つの向きで問題なく動作するように設計しました。

同社はまた、動作を停止するサーモサイフォンとは異なり、ヒートパイプは重力に逆らって機能できるものの、液体がCPUに到達するために坂を上る必要があるため、ヒートパイプの効率は低下すると指摘している。

ProSiphon Eliteの最後の弱点は、非常に高い熱負荷時に最も優れたパフォーマンスを発揮することです。32コアのThreadripperや18コアのCore i9を搭載している場合は、比較的良好なパフォーマンスを発揮します。Ryzen 7やCore i7を搭載している場合は、これらのCPUはProSiphon Eliteの効果を発揮するのに十分な熱を発生しないため、実際には問題になりません。ProSiphon Eliteと一般的なAiOクーラーやヒートパイプクーラーとの違いはほとんど感じられないでしょう。

IceGiant ProSiphon Eliteは、AMDの高性能Threadripperさえも冷却できます。Elite版は昨年公開されたプロトタイプから大幅にスリム化されていますが、同社関係者によると、プロトタイプと同等の性能を発揮するとのことです。

大きなCPUも必要だ

同社のエンジニアによると、このサーモサイフォン設計は、Ryzen Threadripperの5つのチップのように、より広い面積に熱を分散させるCPU設計に最も効果的だという。Core i9の小さなシングルダイを5GHzで動作させると、残念ながら現在のオールアルミニウム設計ではパフォーマンスが低下する。同社関係者は、将来的には銅をベースにした設計にすることで、より小型のCPUでもこの問題は改善されるだろうと述べている。

IceGiantは、小規模な企業として、まずはハイエンドデスクトップアプリケーション向けのProSiphon Eliteの製造に注力すると述べています。今年後半には、より静音性と低コストを実現したStealthバージョンを発売する予定です。同社は、ProSiphon Stealthの性能が十分に向上し、ケースファンからのエアフローのみで冷却するセミパッシブクーラーとして販売できるようになることを期待しています。

IceGiant 社では、この設計を拡張して小型の CPU を冷却できるようにし、銅バージョンも発売したいと考えています。

同社によれば、このクーラーの製品版は今春120ドルで出荷される予定だという。