CPU Cooler Wiki

CPUクーラーには、ファンの付属したものが多く販売されています。
CPUのBOXに付属するリテールクーラーにも、当然ファンが同封されています。

これらのファンに関して、その仕様の詳細と、事例をドキュメントとしてまとめます。
有識の方の追記お待ちしておりますm(_ _)m

※なお、ファン全般に関するドキュメントとしては
http://www.ko-soku.co.jp/sales/fan_menu_index.htm (高速電脳さん)
が、深く読みやすい文章としてまとめられており、非常に参考になると思います。

ファンのコネクタ

ファンのコネクタにはいくつか種類があります。GND(黒)、入力電圧12V(黄色)、Sense(緑)、Control(青)の4信号のうち、2～4の接続数を保有します。


(ケーブルの色はメーカーなどによって異なります)

2信号ケーブル

GNDと電圧のみ接続可能なファンです。ファンの駆動電圧は5～14V程度とされておりますが、一般的にはマージンが確保されており、多くのファンコンでは7V～12Vが指定範囲のようです(高速電脳)。
通常、ケーブルは3ピンのファンコネクタか4ピンペリフェラルです。これらは3pin目のタコメータが省略されているので、回転数のモニタは不可能と思われます。
マザーボード上の3pin/4pinコネクタに差しても普通に回転しますが、回転数はその入力電圧依存となります。お使いのマザーボードやファンコンが電圧変更型、もしくは入力電圧ON/OFF(PWM)が可能な場合のみファンの回転数をコントロールできます。

3信号ケーブル

最も普及しているタイプのファンです。3rd Wire(タコメータ)を持っているので、ファンコンなどでファンの回転数をモニターすることができます。
マザーボード上の4pinコネクタに差しても普通に回転しますが、回転数は入力電圧依存となります。お使いのマザーボードやファンコンが電圧変更型、もしくは入力電圧ON/OFF(PWM)が可能な場合のみファンの回転数をコントロールできます。

4信号ケーブル(新PWM)

IntelがLGA775を採用したころから登場したファンです。4th Wire(Control)はPWM機能のために使用され、マザーボードの環境センサなどで必要なファンの回転数を計算し、ファン側に送るために利用されます。その計算は、適切な状態のCPUとリテールクーラーおよびそれに付属するファンでのみ適切であり、それ以外(つまりCPUクーラーを市販のものに交換した場合)では確実に信用できるわけではありません。LGA775やAM2マザーに搭載されている4ピンファンコネクタ(オス)に接続しますが、従来の3ピンのコネクタ(オス)にも接続できます。
http://support.intel.co.jp/jp/support/motherboards/desktop/sb/CS-012074.htm [参考]

具体的な例

http://www.intel.com/support/processors/xeon5k/sb/CS-022300.htm

できるだけ同じピン数で接続できるよう工夫しましょう！！

電圧制御とPWM制御

電圧制御は、市販のファンコントローラで多く見られます。電圧制御の最大の弱点は、スタートアップが上手く行かない可能性があること、電圧を落とすために熱損失があること、および設定レンジが狭いこと、などが挙げられます。仮に7Vが最低だとした場合、ファンの回転数は60%までしか落とせないことになります。

PWM制御は、最近のLGA775やAM2のマザーボードなどの4pinのコネクタを持つマザーボードや、高級なファンコントローラで見られます。前者は4th WireのControlを利用しますが、後者の多くはファンコントローラ側でファンの入力電圧をパルス信号（ONとOFFの連続）として送るようです。最大の弱点は、ファンの回転数が少ない場合に、パルス特有のノイズ(ドローン音：低音)が発生しうることにあります。なお、ここではControlピンで制御する方式を”新PWM制御”、入力電圧をパルス信号とするものを”ON/OFF制御”として、区別することとします。

Controlを利用する利点

4th Wireへの信号のデューティ比のベース周波数が高く設定されており(山洋もXINも、ほとんどの企業に25kHzと書いてあります)、最大で20%まで安全かつ静かに速度を落とす事ができるという点です。仮に50Hz程度でコントロールしてしまうと、もろに重低音のノイズ(スイッチングノイズ)が走ることは容易に想像できますが、25KHzなら普通のヒトは認知できないはずです。（Intelの規定では21～28kHz）

4pinのControlを利用したPWM制御様式

例えば山洋のファンでは
黒：GND
黄：12V 入力
緑：Tachometer(タコメータ) 出力
青：Pulse Width Modulation(PWM) 入力
とあります。

12Vの電圧を外部からON/OFFで送るのではなく、電圧は12V固定(Intelの規定)、PWM入力(Control)に規定の高周波数のパルス信号を送り込むことで制御を実現します。環境温度モニター用にファンにはサーミスタが仕込まれており、デューティ比とファンの回転数の相関は温度によっても変化します。
http://www.sanyodenki.co.jp/pdf/cpucooler_mc775_e.pdf
http://www.sunonusa.com/index2.asp?f=technology&p=smartfan

全ての4th Wire持ちのCPUクーラーに当てはまるかどうかは怪しいですが、だいたいはこんな感じのようです。ただし、サーミスタは省略されている場合もあるようです。

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