ゲーミングデバイス

RTX3090とRTX3080の発熱が凄い、そしてメモリ温度は想像以上に高かった。冷却して故障リスクを下げる

どうも、たむーです。

RTX3080やRTX3090を購入してゲームを楽しんでいる方は4K解像度であったり、最高画質でゲームをプレイしているという方が多いと思います。

そういった設定でプレイしているとグラフィックボードの計算量や描画量が多くなりその分、発熱量があがります。
普段はGPU温度を見てGPU温度を下げるために冷却を検討する必要がありましたが、RTX3080,3090に限ってはそれだけでは不十分なことがわかりました。

正直知らなければよかった。と思うような内容ですが、一体何に気をつける必要があるのか。という点と、高価なグラフィックボードの寿命を延ばすためにもRTX3090を使いその問題に対するアプローチを紹介したいと思います。

RTX3080,3090の問題点とは?

それは、この記事のタイトルにもありますがVRAM(ビデオメモリ)の発熱量となります。

VRAMとはグラフィックボードに載っているメモリで、ポリゴンの頂点データやテクスチャなどGPUが画面を描画するために必要とするデータを保持するメモリです。ゲームなどで使用する画像は必要なタイミングでVRAMに送られて、グラフィックボード側のみで描画処理を完結するように作りとなっています。

なぜ、メモリ発熱量が問題なのか?

RTX3080,3090には、よりパフォーマンスを出すために高性能なGDDR6Xというチップを採用しています。
このチップの動作温度は製造元のMicronのサイトに以下の様に記載されています。

https://www.micron.com/products/ultra-bandwidth-solutions/gddr6xより引用

0度~95度が想定動作温度になります。

同じ製造元のサイトにはVRAM温度に関する資料もあります。
しかし、なぜかGDDR6Xについての記載がありませんでした。

GDDR6に関しては100度という明記はありますので、RTX3070、RTX3060はこの温度が最大値となります。
更にはスペック表でも105度という明記がGDDR6にはあります。

https://www.micron.com/products/ultra-bandwidth-solutions/gddr6から引用

RTX3080,RTX3090に関しては、GDDR6と同様の記載がないので最大95度以内に収めておくほうがよさそうです。

実際にFF15ベンチマークで測定してみる

RTX3090の性能をフルに活かすことを想定して4K高画質でのベンチマークを実施しました。

以下がその結果になります。

GPUは77度ですが、VRAMチップ内の一番高温になる場所であるMemory Junctionの温度は

98度です。

スペックとして95度までと記載されていますが、ベンチマークを数分走らせるだけでオーバーします。
仮にあえて良い方向にみて、GDDR6と同じ100度だとしても2度しかマージンがないと考えても大丈夫かな?と不安なるレベルです。
ハイスペックなパソコンが1台買えてしまう価格のRTX3090ですから、故障リスクをできるだけ少なくしたいところです。

問題のまとめ

VRAMの一番温度が高い場所が、GDDR6Xのスペックに記載されている温度を上回っていることが確認できました。
しかも、ベンチマークを数分動かすだけで上回ります。
FF15を4K高画質で長時間プレイしたときを考えると、そのプレイ時間の間は動作範囲以上で動くわけですからより発熱するでしょう。

発熱を考えながらゲームしたくないですし、解像度やGPUクロックを落としてゲームするというのも考えれますがRTX3090の価値も下がります。
そうなったら3090じゃなくて良いですよね。

少しでも冷却を検討する

RTX3090のポテンシャルを制限せず、発熱も95度以下で稼働させることを検討しました。
今回はこの問題に対するアプローチと結果をご紹介できればと思います。

 

グラフィックボードを冷却する

FF15ベンチを利用して、いくつかのアプローチを行いGPU Memory Junction温度がどう変わるかみていきます。

表示されているMemory Junction温度はベンチマーク中の最大温度です

PCケース側面開放

PCケースのサイドパネルを取り払って計測しました。

96度でした。
何もしないより2度下がりました。

ただ、ケース開けたままにするのは美しくないので開放は一旦考えないことにします。
以降のアプローチはすべてケースは閉めたままです。

ヒートシンクを設置してみる

アルミヒートシンクをグラフィックボードのバックパネルに設置しました。
バックパネルの熱くなっているあたりに置いてみました。
設置した場所があまり効果的じゃなかったかもしれません、GDDR6Xチップ上に設置するのがよかったです。

ヒートシンクでの計測結果は以下になります。

効果なし。
ヒートシンクの性能がよくないのか、放熱の許容を超えているのか変化ないのは意外でした。

ヒートシンクに向けてファンから送風してみる

ヒートシンク自体は熱を持っていたので、ヒートシンクを冷やす方向でファンを排気方向で設置してみました。
ヒートシンクの高さが低いので、効果的にあたっているかは微妙です。

結果は以下となります。

96度で、2度下がりました。
風を当てるのは効果的かもしれません。

ファンを直接ビデオカードに置いて送風する

風を当てるのが効果的なのであれば、ヒートシンクを一旦取り除いて直接チップ周辺に風を当ててみます。

結果は以下です。

94度!
これは効果的でした、ギリギリのラインではありますが動作温度95度は下回りました。

ビデオカード上に設置したファンを排気方向にしてみる

ビデオカードに風を当てるのは効果的でした、逆に吸ってみてはどうか確認してみます。

結果

96度でした。
ファンからの風は吸うより当てるほうが効果的なことがわかりました。

検証のまとめ

色んなパターンで冷却を試してみました。
この結果から、得られたことは

風を当てると下がる。

ということでした。

ヒートシンクに風を当てると2度下がり、ビデオカードに直接風を当てると4度下がりました。
これをもとに私が最終的に落ち着いた形を次にご紹介します。

最終的に採用した冷却方法

ヒートシンクに風を当てるのが有効ということと、直接風を当てるというのが効果的だったのでこれのあわせ技で冷却することにしました。

ヒートシンクは多ければ冷却性能もあがるだろうと想定して、純銅製のヒートシンクを購入して隙間に詰めていく感じで設置しました。
せっかくバックパネルが美しいのにこれでは台無しですね、苦肉の策です。

このヒートシンクの上にファンを載せて送風することで、ヒートシンクの冷却を行います。

この仕様でベンチマーク実行時の温度を測ってみたのが以下になります。

88度でした。
かなり改善したのではないでしょうか?
欲を言えば95度から1割のマージンを持ちたいところでしたが、今回はこれで落ち着きました。

まとめ

RTX3080,3090のメモリの発熱量が多く、普通にゲームをしていても現段階で公表されているメモリ動作温度を超えてしまうことがわかりました。
メーカーがGDDR6のように、この温度まで大丈夫という公表をしてくれれば安心できるのですが、書いていない以上それを超えた高温状態で使用するのは不安があります。

少しでも動作温度を下げるために、ヒートシンクとファンを使って改善を試みました。

検証した結果
対策温度
何もせず98度
サイドパネル開放96度
ヒートシンク設置98度
ヒートシンク設置+横からファンで送風96度
メモリチップ上にファンを吸気方向で設置94度
メモリチップ上にファンを排気方向で設置96度
純銅ヒートシンク+上から吸気方向で設置88度

少しばかりの投資が必要になりましたが、ヒートシンクとファンを使うことで大きく温度を下げることができました。

今回は重いと言われるFF15ベンチマークで計測しましたが、実際には長時間プレイするゲームをプレイして計測するのがベストです。

また、この計測は私の環境で実施したものになります。
PCケースの大きさや、ケースファンの数などに大きく影響するかと思います。
あくまでも私の環境では純銅ヒートシンクとファンの組み合わせが一番効果がある結果となりましたが、必ずしもご自身の環境と検証結果が一致するとは限らないことをご承知おきください。

今回色々試しましたが、私なりに満足する結果は得られました。
しかし、GDDR6XのMemory Junction Temperatureの温度が杞憂に終わることを望みます。
ゲームをプレイする上で、ハードウェアの気にしたくありませんから・・・。

とはいえ、グラフィックボードを冷却するのは故障リスクを下げるだけでなくスペック通りの実力を出しやすくなると考えているので無駄ではありません。
この記事を読んで不安を感じた方は一度プレイしているゲームで確認してみてはいかがでしょうか?

それでは、よいゲーミングライフを!

 

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