負荷の高いゲームを起動したときに、PCがジェットエンジンの離陸のような音を立てたり、グラフィックカードの温度が髪の毛が逆立つほど急上昇したりした経験があるかもしれません。多くのユーザーは、その耐え難いファンノイズを我慢するしかないと諦めていますが、アンダーボルティングと呼ばれる優れたテクニックを使えば、高価な水冷システムに大金を費やすことなく熱を抑えることができ、予防的なハードウェアメンテナンスの重要な一部となっています。
一部の人が考えているのとは異なり、これはコンピューターの性能を制限することではなく、エネルギー供給を最適化することです。つまり、ハードウェアが現在と同じタスクを実行しながら、消費電力を削減することを目指しており、その結果、はるかに効率的で、発熱が少なく、多くの場合、驚くほど静かなシステムを実現します。
アンダーボルティングとは具体的に何ですか？また、アンダークロックとはどう違うのですか？
本題に入る前に、アンダーボルティングとアンダークロックが同じものだという誤解を解いておきましょう。アンダークロックは周波数（MHz）を下げて温度を下げるため、ゲームのFPSに悪影響を及ぼしますが、アンダーボルティングは元のクロック速度を維持しながら電圧（mV）を下げることのみに焦点を当てています。
メーカーが、同じモデルのカードがすべて完璧に動作するように（たとえチップの品質が悪くても）、過剰に高い電圧を設定していると想像してみてください。これが「シリコン宝くじ」と呼ばれる現象です。すべてのチップが同じように作られているわけではありません。運良く良質なチップを手に入れれば、メーカーのデフォルト設定よりもはるかに低い電圧で高い周波数を維持できるでしょう。
熱スロットリング現象と持続的パフォーマンス
ここからアンダーボルティングの真価が発揮されます。現代のすべてのコンポーネントには自己保護システムが搭載されており、熱限界に達すると、ハードウェアは自動的に周波数を下げて過熱を防ぎます。このプロセスはサーマルスロットリングと呼ばれ、ゲームを数分プレイしただけでパフォーマンスが急激に低下する原因となります。
アンダーボルティングは動作温度を下げます。例えば、グラフィックカードが定格温度より10度または15度低い温度で動作すれば、システムのスロットリングを防ぐことができます。その結果、最大クロック速度を上げなくても、パフォーマンスは数時間にわたってより安定し、煩わしいFPSの低下を回避できます。
アーキテクチャ別分析：NVIDIAとAMD
グラフィックカードによって、電圧を下げることに対する反応は異なります。NVIDIA Pascal（10シリーズ）の場合、既に十分な効率性を備えていたため、改善の余地は小さいです。しかし、Turingアーキテクチャ（RTX 20）では、TensorコアとRTコアの存在により処理がより複雑になり、レイトレーシングやDLSSを有効にすると不安定になる可能性があります。
一方、RTX 30（Ampere）シリーズは消費電力が非常に高いため、理想的な候補と言えるでしょう。AMDのグラフィックカードでは、Vega 56と64がその好例です。これらのカードは電圧が非常に高いため、電圧を下げることで動作を大幅に改善できます。
しかし、 Big Navi（RX 6000）のようなより現代的なアーキテクチャでは、状況が異なります。これらのカードは非常に精密に調整されているため、電圧を下げようとすると周波数が急激に低下し、純粋なパフォーマンスの観点からは無意味になる場合があります。
CPUのアンダーボルティングに対処する方法
プロセッサにおける処理は似ていますが、管理方法が異なります。GPUではソフトウェアを使用しますが、CPUではPCのBIOSによる最適化が最適です。ここでは、プロセッサがアイドル状態からフルロード状態に移行する際に発生する電圧降下であるVdroopなどの概念を理解することが重要です。
この操作を行うには、通常オフセットモードを使用します。オフセットモードでは、システムの自動電圧から一定量のミリボルトを差し引くことができます。これは根気のいる作業で、電圧を非常に小さなステップで下げ、数時間にわたるストレステストで安定性を確認する必要があります。PCがフリーズしたり、ブルースクリーンが表示されたりした場合は、電圧を下げすぎたため、少し上げる必要があることを意味します。
安全なプロセスを実現するためのツールとヒント
グラフィックカードの場合、定番ツールはMSI Afterburnerです。このツールでは、周波数と電圧の関係を調整して、GPUが可能な限り低い電圧で目的の速度に達するようにします。電圧を下げることでカードが損傷するリスクはありません。最悪の場合でも、ゲームがクラッシュしたりシステムが再起動したりするだけで、これは調整が安定していないことを示す明らかな兆候です。
たとえ同じグラフィックカードを使用していても、他人の設定をそのままコピーすることは絶対に避けるべきです。これは、前述のシリコンの個体差によるものです。チップはそれぞれ異なる特性を持っています。さらに、最新のベンチマークや負荷の高いAAAゲームを使用して、レイトレーシングを含むあらゆるワークロードに対応できる構成になっていることを確認することをお勧めします。
アンダーボルティングをマスターすれば、騒音と発熱の大きいコンピューターを、効率的で静かなマシンに変えることができます。電源カーブを調整し、メーカーが課す過剰な電圧を排除することで、ハードウェアの動作をよりスマートにし、温度を最適化し、蓄積された熱によるパフォーマンスの低下を防ぎ、しかもコンポーネントの寿命を損なうことなく実現します。
