受熱ベースとヒートパイプ

冒頭で説明した通り、NH-D15 G2には3種類のバリエーションが存在する。それぞれの違いは受熱ベースプレート表面の加工で、現在流通するCPUのタイプを3パターンに大別。それぞれの特性に最適化された製品を選択すれば、より良い冷却性能を手にすることができる。

そんなNH-D15 G2最大のポイントである、受熱ベースプレートを観察してみよう。画像はNH-D15 G2(無印)で、”中程度のベース凸度を備えた通常のオールラウンドバージョン”とされている。素材は銅製で腐食を防止するニッケルメッキ処理が施されている。なおプレート部のサイズは実測で幅約48mm、奥行き約55mmの長方形。厚さは最大部で約15mmだった。

ヒートパイプは8本で構成。前作より2本増えたことは冷却性能に大きな影響を及ぼしている。これはNoctua独自の冷却性能値「NSPR」(Noctua’s Standardised Performance Rating)が示しており、前作の183に対し、NH-D15 G2は228へと飛躍的に向上している。ちなみにNSPR値で200を超したのは初で、参考までにNH-D14は161、NH-U12Aが169とされている。第2世代へと移行した新モデルの飛び抜けた性能がお分かり頂けただろう。

またNH-D15 G2では、ヒートパイプと放熱フィンの間にはんだ付けが採用されている。多くのCPUクーラーで採用されている圧入は、ヒートパイプの銅と放熱フィンのアルミニウムとの熱膨張係数が異なるため、長期使用による熱サイクルで緩みが生じ、冷却パフォーマンスが低下する可能性が高い。長期使用での劣化を防止するには、はんだ付けが最善の工法であり、6年間のメーカー保証が提供できる理由でもある。

”厳重な理論”の積み重ねにより完成した140mmファン「NF-A14x25r G2 PWM」

第2世代へ移行したのはヒートシンクだけではない。NH-D15 G2に搭載される140mmファン「NF-A14x25r G2 PWM」は、2015年の開発スタートから9年間もの時間を費やして完成したNoctuaのフラッグシップモデルだ。

苦節約9年という長きに渡り開発が進められてきた「NF-A14x25r G2 PWM」を手にするJakob氏

NF-A14x25r G2 PWMは「NF-A14」(2012年11月発売)の後継となる第2世代(Generation 2)モデルで、2018年5月より販売がスタートした120mmファン「NF-A12x25」がベースとされている。

素材には硬質な「Sterrox」(液晶ポリマー:LCP)を採用。9枚構成のブレードは、0.7mmとされる圧倒的なチップクリアランスを実現し、ブレない回転軸と正確な駆動により、冷却ファンの性能を極限まで引き上げられている。Noctua曰く、単に先行したNF-A12x25の140mmバージョンではない事が強調されている。

0.7mmとされる圧倒的なチップクリアランス。ちなみに多くの課題に向き合っていた開発中、先行で流通した類似品ついて話を聞いた。多少のバイアスはあるとは言え、苦々しく感じているような印象を受けた

出荷時、ブレードと外枠の内側の内周には1枚のペーパーが挟み込まれている。保護の役割は定かではないが、ユーザーに0.7mmのチップクリアランスを意識させるメッセージ性が込められている

製品の詳細については6月に掲載したCOMPUTEXレポートに詳しいが、ざっくり要約すると3つのポイントに集約できる。

• プログレッシブベンドインペラ
• 遠心タービュレーターハブの導入
• ウィングレットの追加

まず1つ目の「プログレッシブベンドインペラ」(Progressive Bend impeller)は、120mmファンとは異なり、ハブ付近で後方にスイープするデザインを採用。ブレード付け根部分と効率の高い外側のブレードとの差を縮める設計が性能のキモになっている。

そして「遠心タービュレーターハブ」は、ハブ付近で発生する”流れの付着”を改善することが主な目的。低回転により効率が下がるハブ付近から、ブレードの外側の高効率領域へ空気を押し出せるように最適化。ハブの外周部に設けられた溝は、冷却ファンが効率的に空気を吸い込みやすく、遠心タービュレーターハブ自体が空気を外側に押し出す設計に改良されている。

最後に3つ目の「ウィングレットの追加」は、ブレードの吸引側と圧力側の圧力差により発生する”翼端渦”の改善に貢献している。一方で高速度領域における流体変位による効率の低下は、各項目の微調整により対策済みだとか。ちなみに航空機の両翼に取り付けられているウイングレッドも翼端渦を減らすことで、燃費効率の向上に役立っている事はご存じの通りだ。

他にも次世代etaPERFモーターの採用や、気流の抵抗による影響を最小限にし、回転数を維持するSupraTorqueを初めて採用するなど、現在流通する多くの冷却ファンとは明らかに異なる、”厳重な理論”の積み重ねにより設計・製造されている。

NH-D15 G2では回転数が異なる2基の「NF-A14x25r G2 PWM」

紆余曲折を経て完成した「NF-A14x25r G2 PWM」だが、NH-D15 G2にはこれを2基標準装備している。ツインタワー型ヒートシンクを採用するハイエンド志向の空冷クーラーにとって、いわばデュアルファンはデフォルトのスタイルだ。

回転数が微妙に異なるフロント側と中央の140mm冷却ファン

スペック上の回転数は1,500rpm±10%で、エアフローは155.6m³/h、騒音値は24.8dBA。そして型番が表す通りPWM制御に対応し、最低回転は300rpmで動作。軸受けはNoctuaの定番でもあるSSO2(self-stabilising oil-pressure bearing)ベアリングを採用し、従来型ボールベアリングやスリーブベアリング、または流体軸受けに比べ高い精度と長寿命を実現させている。なおMTTFは150,000時間で、冷却ファン単体の製品保証も6年間だ。

ちなみにNH-D15 G2に搭載される2基のNF-A14x25r G2 PWMを確認すると、中央が「NF-A14x25r G2 PWM PPA」で、フロント側が「NF-A14x25r G2 PWM PPB」と異なる型番である事が分かる。それはなぜか。

中央部にマウントされる「PPA」

フロント側にマウントされる「PPB」

資料によると、NF-A14x25r G2 PWMの回転数は1,500rpm±10%だが、PPAは1,475rpm(-25rpm)、PPBは1,525rpm(+25rpm)とされる。両者に25rpmずつの回転差があるのは、同じ速度で回転すると音響の相互作用により、断続的な振動(intermittent vibrations)および周期的なハミング(periodic humming)が発生。これが不快な高周波現象の原因になる可能性があるため、この現象を打ち消す目的から回転数の調整(Speed-offset for optimal acoustics)が意図的に行われている。

ヒートシンク固定用のワイヤークリップも形状をリニューアル。駆動振動に影響されないマウント方法が採用されている