マザーボードに CPU パワー 1 と CPU パワー 2 がある理由

Jun 11, 2023

マザーボード、電源、CPU はわかりにくい場合があります。

CPU の性能を限界まで高めることができる新しいマザーボードを購入しましたが、開けてみると、何か普通ではないものに気づきました。 マザーボードには、1 つの CPU コネクタの代わりに 2 つの CPU コネクタが付属しています。

では、なぜマザーボードに追加の CPU コネクタがあるのでしょうか? システムを限界まで引き上げるのに役立ちますか? さて、調べてみましょう。

マザーボードにデュアル CPU 電源コネクタがある理由を理解する前に、電力がどのように CPU に伝達されるかを理解することが重要です。 簡単に言うと、電気は電源ソケットから CPU に流れますが、ソケットからの電流をコンピューター内の電子機器に電力を供給するために使用することはできません。 したがって、システムには電源ユニット (PSU) が搭載されています。

PSU の主な目的は、ソケットから受け取った交流 (AC) を直流 (DC) に変換することです。 この電流により、マザーボード上のさまざまなコンポーネントに電力が供給されます。 ただし、マザーボード上のコンポーネントにはさまざまな電力要件があります。

この問題を解決するために、PSU にはマザーボード上のさまざまな電子機器に電力を供給するように設計された出力コネクタがいくつかあります。 これらのコネクタは通常、12V、5V、および 3.3V を供給します。

これらのコネクタの 1 つは CPU に電力を供給し、12 ボルトの電圧を提供します。 ただし、そのような高電圧はトランジスタを破壊する可能性があるため、CPU に直接電力を供給するために使用することはできません。 したがって、CPU コネクタから受け取ったエネルギーは電圧レギュレータ モジュールに送信されます。 これらのモジュールは、PSU から受け取った 12 ボルトを 1 ～ 1.5 ボルトの範囲に変換し、CPU に電力を供給します。

CPU コネクタは、CPU に電力を供給する役割を果たします。 この電力が不十分な場合、CPU は最高のパフォーマンスを発揮できません。

では、CPU コネクタはどれくらいの電力を供給できるのでしょうか?

まあ、それはコネクタに付属するピンの数によって異なります。 ピンの数が多いほど、コネクタはより多くの電力を供給できます。 ほとんどのマザーボードには 4 ピン コネクタまたは 8 ピン コネクタが付属していますが、場合によっては、マザーボードが 2 つのコネクタ (8 ピン コネクタ 2 つ、または 8 ピン コネクタ 1 つと 4 ピン コネクタ 1 つなど) を使用できる場合もあります。

マザーボードの 4 ピン コネクタには 2 つの 12 ボルト ピンと 2 つのアース ピンが付いており、8 ピン コネクタには 4 つのアース ピンと 4 つの 12 V ピンが付いています。 コネクタの各ピンは、最大 7 アンペアの電流を供給できます。 ピンによって供給される 12 ボルトと 7 アンペアの電流を考慮すると、1 対のコネクタで 84 ワット (12*7) の電力を供給できます。 したがって、4 ピンのコネクタは 168 ワット (84*2) を供給できるのに対し、8 ピンの CPU コネクタは 336 ワットを供給できます。

同じロジックを使用すると、2 つの 8 ピン CPU コネクタは 672 ワットの電力を供給でき、8 ピン構成と 4 ピン構成では 504 ワットの電力を供給できると結論付けることができます。

システムの CPU は、スイッチをオンまたはオフにすることでタスクを実行します。 これらのスイッチはトランジスタとして知られており、これらのトランジスタのスイッチング速度が CPU が提供するパフォーマンスを定義します。 クロック周波数として知られるトランジスタのスイッチング速度も CPU の消費電力を定義します。 したがって、CPU が高周波数で動作している場合はより多くの電力が消費され、周波​​数が低いと CPU の消費電力が削減されます。

このため、CPU の消費電力は変動し、CPU のワークロードによって定義されるプロセッサの実行周波数によって異なります。

前に説明したように、CPU は CPU コネクタから一定の電力を消費しません。 代わりに、消費電力はクロック周波数に基づいて変化します。 ほとんどの CPU には、ベース クロック周波数とターボ周波数という 2 つの異なる CPU 周波数があります。 プロセッサーが計算負荷の高いタスクを実行していないときは、基本周波数で実行され、消費電力が少なくなります。 逆に、システムが限界まで追い込まれると、周波数がターボ周波数まで増加します。

たとえば、Intel の主力プロセッサ Core i9-13900k は、125 ワットの電力を消費しながら、パフォーマンス コアで 3 GHz の基本周波数を提供します。 ただし、周波数が 5.80 GHz (最大ブースト クロック速度) に上昇すると、この数値は 253 ワットに増加します。 また、Thermal Velocity Boost や Adaptive Boost などのテクノロジは、プロセッサの温度と消費電流の条件が満たされると、複数のコア全体のクロック周波数を上げ、プロセッサが消費する電力を増加させます。