用語集
マザーボード上のVRMとは何ですか？
PCは、様々な部品が連携して高度な計算を実行し、幅広いアプリケーションで大量のデータを処理する複雑な機械です。特定のタスクを完了させたりゲームを実行したりする様子は単純に見えるかもしれませんが、その裏側ではマザーボードを含む多くのPCハードウェアが関わっています。
マザーボード自体は、相互接続された小さな部品から構成されており、それらが連携してその目的を果たします。つまり、他のすべてのPCハードウェアを接続するメイン回路基板として機能するのです。システムの中核として、CPU、GPU、RAM、ストレージデバイス、周辺機器間の通信を可能にします。マザーボード上の各部品は、システム全体の機能において特定の役割を担っています。これらの主要部品の一つがVRM（電圧レギュレータモジュール）で、CPUソケットの上部および左側に配置されています。
マザーボードのVRMは何をするのですか？
VRMの主な機能は、マザーボードに接続されたCPUやその他のコンポーネントに適切な電圧を供給することです。これは基本的にPCの電源ユニットからの電圧を調整する役割を担います。CPU、チップセット、RAM、その他のコンポーネントが使用できる安定した低電圧に変換し、すべてのコンポーネントが適切な電力供給を受けることを保証します。これはPCを最適な状態で動作させるために不可欠です。
VRMを構成する要素とは何か？
VRMは、トランジスタ（MOSFETとしてよく知られている）、コンデンサ、チョーク、PWMコントローラなどの部品で構成され、各種PCコンポーネントへの電力供給を制御する。
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金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（MOSFET）は、デバイスの指定電力要件に応じて、CPU、GPU、その他のコンポーネントへの電圧および電流といった電子信号を調節するために開閉するスイッチと考えることができます。MOSFETはまた、電力損失と発熱を最小限に抑えることでシステムの寿命と安定性に寄与し、それによってPC全体のエネルギー効率を向上させます。
チョークコイルは技術的に電流調整装置であり、電源ユニット（PSU）からの高周波電気信号（特に12V）を処理し、CPUやその他のコンポーネントが必要とするより安定した1.2～1.4ボルトに変換します。電圧スパイクをフィルタリングし平滑化することで、CPUやGPUといった主要PCコンポーネントに対し、PSUの電圧と電流供給が安定して維持されるよう設計されています。
マザーボードのコンデンサは、電子機器内の他の電気コンデンサと同様に機能します。基本的に、マザーボードのチョークからエネルギーを引き出し、蓄積した後、CPUなどのコンポーネントに素早く供給します。また、通常は不要な過剰なエネルギーを解放し、残存するエネルギーを接地接続を通じて安全に放電します。
次にPWMコントローラーがあります。これはパルス幅変調器（Pulse Width Modulator）の略称で、PWMファンと同じ原理です。マザーボードに接続された主要なPCコンポーネントにパルスを送信することで、電気の流れを制御します。
VRMはPCの組み立てにどのような影響を与えますか？
PCビルダーはマザーボードのVRM品質にほとんど注意を払わない。当然のことながら、大半はメーカーやモデルなどマザーボード全体の品質に重点を置くからだ。プレミアムで最上位のマザーボードを選べば、高品質なVRMが搭載されているのはほぼ当然と言える。なぜならVRMは様々な形でPCビルドに影響を与えるからだ。
まず性能面から：マザーボードのVRMが低品質または不十分な場合、Intel i7/i9やAMD Ryzen 9のようなハイエンドプロセッサを動作させると、適切な冷却ソリューションがあってもCPU温度が正常動作範囲を超えて上昇する可能性があります。これは電圧調整不良の副産物です。発熱が増えるほど、その熱によって半導体の抵抗値が影響を受け、フィードバックループが生じます。 CPUの発熱量増加はRAMの性能に直接影響を与え、CPUのスロットリングを引き起こす可能性があります。その結果、動作周波数が低下します。
PCユーザーは誰も不安定で信頼性の低いシステムを望みません。多くのユーザーは、特に時間と費用を大きく投資したPCであれば、長期間使用できるものを好みます。VRMはPCが今後何年も持ち続けることを保証する役割を果たします。確かに、経年劣化は避けられず、これは正常な現象です。 しかし、早期に消耗することは避けたいものです。これは通常、安価なVRMで発生します。なぜなら、VRMは常に負荷がかかっている状態、あるいは一部のPC構成では想定以上の負荷がかかるため、標準設定でも故障やクラッシュを引き起こす可能性があるからです。VRMからの不正確または不安定な電力供給は、CPU、GPU、RAMを損傷し、PCコンポーネントの寿命を縮めることにもつながります。
堅牢かつ設計の優れたVRMは、仕様上の限界を超える電圧にも耐えられます。PCのオーバークロックでは、プロセッサに追加電圧を供給して標準動作速度を超える速度を引き上げる工程が含まれます。CPUに供給する電圧が高くなるほど、VRMがその電圧を安定させるのは困難になり、VRMのサイズ、品質、および数がオーバークロック成功の鍵となります。
