電源ユニットの電源容量～総合出力の選び方、出力系統

電源ユニットを選ぶ時、どれくらいの電源容量が必要なのかを解説します。ざっくりいうと、高負荷時でも総合出力の70％が目安です。総合出力だけでなく、主力となる+12Vにも注目します。

電源容量は、高負荷時でも総合出力の70％が目安

電源容量として製品トップに記載されているのは総合出力（定格出力）です。上級者ほど高出力のものを選び、本格ゲーム用パソコンでは500Wあたりが目安になっています。「大は小を兼ねる」と言いたいのですが、電源容量選びでは、実際に必要としている出力よりも大きすぎても小さすぎても、トラブルのもとです。

core power2 400W電源ユニット
電源ユニットはACからDC電源に変換する機器ですが、負荷率50％のとき “ 変換効率 ” が良い傾向にあります。逆に負荷率が20％や100％のときでは変換効率が悪い傾向になります。つまり変換効率を考えると、「電源容量は大きすぎても小さすぎても良くない」ということです。ほどほどのバランスですね。

電源容量が小さすぎると電源が落ちたり、PCの故障の原因になるので論外ですが、大きすぎた場合は変換効率が悪くなる分、電力の無駄になります。さらに変換効率が悪いと熱も余計に発生します。

そこで電源容量の目安は、「高負荷時でも総合出力の70％」ってところです。50％が理想かもしれませんが、電源容量が高いほど導入コストも高くなるので、コスパも考慮して60～70％あたりがいいと思われます。

厳密にはDCとして変換される「+12Vや+5V、+3.3V」といった各系統の出力を見なくてはいけないのですが、まず、ざっくりと見定める基準が、「高負荷時でも総合出力の70％くらいでとどまる状態」です。

ワットチェッカーで消費電力を測る
高負荷の環境を作るのに手っ取り早いのは、高度な3Dゲームのベンチマークテストを行うことです。あと消費電力を測るワットチェッカーも必要です。

高負荷時の消費電力が330Wの場合、選ぶ電源容量は？

高負荷時の消費電力が330Wだったとしましょう。これを総合出力の70％とするなら総出力471Wの容量が適しています。そうであれば「460W～500W」の電源ユニットが適切です。

先述の通り電源ユニットは、負荷率50％のときに「AC/DCの変換効率」が良い傾向にあるため、人によっては「高負荷時の2倍が良い」と言います。つまり高負荷時で総容量の50％くらいです。それを尊重するなら「600W～700W」となります。ただし購入コストは上がります。たまにゲームをやる程度なら前者、頻繁に長時間ゲームをするなら後者を目安にするといいでしょう。

電源総出力の目安

グレード	使用目的例	電源総出力のざっくり目安
ハイエンド	マニアレベルのゲームユーザー。オーバークロックやデュアルGPU構成（グラフィックカード2本立て）といった上級レベル。	800W 辺り
ミドルレンジ	本格ゲームを始めてみるのに、比較的お手頃価格の入門機。本格的にHD動画編集を始める入門機。補助電源のいるグラフィックカードを搭載するなら、このレベルが必要。	500W 辺り
ローエンド	ネットやビジネス用に加え、ブルーレイや地デジの鑑賞用、ライトな動画編集向けのエントリー機。補助電源のいるグラフィックカードを搭載するのには厳しい。	300W 辺り

電力食いのパーツ

グラフィックカード	一番の電気食いといえば、グラフィックカード。性能を高くするためにはGPU内に多数のシェーダーが必要で、消費電力は増大する。1Wあたりの性能が高いGPUを選ぶのがポイントとなるが、そうなると必然的に最新のGPUになる。
マザーボード	シンプルなマザーボードほど消費電力は少ない。特にゲーミングPCのマザーボードでは多重化された電源回路やスイッチチップの影響で、消費電力が高くなる傾向にある。
CPU	同じTDPであれば、新世代のアーキテクチャが良い。CPUだけでなくチップセットも低消費電力化している。
HDD	内部モーターが起因してHDDは消費電力が高め。さらにプラッタ枚数が多いほど高くなる。省電力化には、SSDに転換するのも手段のひとつ。

出力系統も確認！主力となる出力は+12V

電源ユニットのスペックを見るなら、総合出力（定格出力）ばかりを気にしてはいけません。変換されたDC電源は+12V、+3.3V、+5Vなどに分配されるので、その出力系統も確認する必要があります。

core power2
出力系統で重要なのが+12Vで、CPUやマザーボード、グラフィックカードなど消費電力の高いパーツに使われます。+12Vは安全規格の配慮から複数持つケースが多く、1～6系統の電源ユニットが存在します。ミドルレンジであれば「+12V1」と「+12V2」の2系統が一般的です。※製品によっては「+12VA」と「+12VB」という呼び名もあります。

イレギュラーな電源では、+12Vをあえて1系統にして高出力にしたタイプがあります。オーバークロックの使用や極端に消費電力の高いパーツを搭載した場合には、1系統の大出力を可能とした電源ユニットが求められます。

各出力の主な利用用途

+12V	CPU （ATX12Vコネクタ ※CPU用電源の4ピン） PCI Expressスロットグラフィックカードの補助電源（PCI Express電源コネクタ） HDDや光学ドライブ（SATA電源コネクタ）ファン
+5V	SSD USBバスパワー
+3.3V	マザーボードで利用
+5VSB	スリープなど省エネモードの電力に使われる

+3.3Vや+5Vがありますが、これが電源不足になることはまずありません。

各出力系統と合計出力の見方

各系統の出力と合計出力に注目します。ここでは、+12Vが2系統ある電源ユニットをもとに解説します。グラフィックカード（PCI Express）、HDD、光学ドライブ用には「+12V1」を使うことが定められています。そして「+12V2」にはCPU用に使うことが決められています。電源によっては「1、2、3～」ではなく「A、B、C～」という系統の呼び方もあります。

この400W電源では、+12V1の最大出力は18Aまでなので、W（ワット）計算では12V×18A＝216Wまでとなります。同様に+12V2の最大出力は18Aまでです。2つの+12VをMAXまで使うと合計432Wになりますが、+12V系統の最大総合出力をみると290Wまでの制限があります。つまり各系統の最大出力および、合計出力にも注目しなくてはなりません。総合出力では400Wあっても、各系統やその合計が出力オーバーしてはいけません。

Power（ピーク出力）

ATX電源-ピーク出力とは
電源によってはPeak Power（ピーク出力）を持つ製品があり、短時間なら定格出力を超えても大丈夫です。ピーク出力は大体10％増しというところ。この電源ユニットの例では定格400Wに対して1秒間だけなら450WまでOKとしています。電源不足は電源が落ちる原因なので、これは保険的な機能でしょう。

Haswell世代（2013年）以降は、0.05Aの低出力維持が必要

Haswell世代（2013年～）こと第4世代インテルCoreプロセッサからは、待機状態の省電力化に「C6/C7ステート」が設定されたため、12Vで0.05Aの電力供給が維持できないとならない。つまり電源ユニットに「低出力対応」が必要。ちなみに、前世代のIvy Bridge（第3世代インテルCoreプロセッサ）では最小が「0.5A 出力」であった。

Haswell以降のPCでは低出力（0.05A）が安定供給できないと、スリープ復帰時にシャットダウンする場合がある。古い電源ユニットを使う場合は要注意であるが、UEFI設定で「C6/C7ステート」を無効化すれば古い電源ユニットでも使えなくもない。そもそもスリープを使わず、起動とシャットダウンだけならトラブルはない。

ATX12V バージョン2.3なら、0.05A対応のチェック！

基本的には、電源ユニットのATX12V バージョン2.3までは最小0.5A 出力となっているが、バージョン2.3の後発製品では以下のように低出力（0.05A）に対応した製品がある。バージョン2.3の正式対応ではないので、「動作確認済み」という表現が多い。

KabyLake世代の2017年頃に販売されていた電源ユニット。ATX12V バージョン2.3の電源であるが、ラベルに、KabyLake（第7世代Core）、Skylake（第6世代）、Haswell（第4世代）の動作確認済みとある。セールスポイントの記載に「最小電流値 12V2 / 0.05A対応」とある。

同じくKabyLake世代の2017年頃に販売されていた電源ユニット。ATX12V バージョン2.31の電源であるが、「KabyLake確認済み」、「Haswell 以降の省電力モードにて動作確認済み」とある。つまり最小電流値 0.05Aに対応。

「DC to DCコンバーター」を搭載している電源ユニットは、ATX12V バージョン2.4と同等の性能とされる。「DC to DCコンバーター」非搭載で「Haswell 動作確認済み」の製品では、+5Vに負荷が集中すると、省電力モードが正常に動作しない場合が報告されている。なお、+5Vに負荷集中とは、複数のSSDを搭載している時、USB給電による急速充電中のことを指す。

ATX12V バージョン2.4 ～ Haswellに合わせて拡張

Haswell対応にはATX12V バージョン2.4 ATX12V バージョン2.4は、Haswellに合わせて拡張された新バージョン。正式対応のため、バージョン2.3のようなHaswell 動作確認済みのチェックは不要。2021年に購入したこの電源ユニット製品では、「最小負荷電流 0アンペア設計」と記載されている。