PCゲームをプレイしていて、こんな悩みはありませんか？
- GPUの温度が80℃を超えて心配
- ファンの音がうるさくて集中できない
- 電気代が気になる
- 夏場はPCの熱で部屋が暑くなる
これらの問題を、パフォーマンスをほとんど落とさずに解決できる技術が、アンダーボルト（Undervolting）です。
この記事では、アンダーボルトの仕組み、メリット・デメリット、具体的な方法まで、初心者の方にもわかりやすく解説します。
アンダーボルトとは何か
アンダーボルトの定義
アンダーボルト（Undervolting）とは、CPUやGPUに供給する電圧を、デフォルト値よりも低く設定することです。
目的：
- 消費電力を削減
- 発熱を低減
- ファンの騒音を軽減
- パフォーマンスをほぼ維持（または向上）
なぜ電圧を下げられるのか？
CPUやGPUは、工場出荷時に「すべての個体が安定して動作する」ように、少し高めの電圧が設定されています。
理由：
- シリコンの品質にばらつきがある
- 同じ型番のCPUでも、個体によって動作に必要な電圧が異なる
- これを「シリコンロッタリー（Silicon Lottery）」と呼ぶ
- 安全マージンを確保
- すべての個体が安定動作するように、高めの電圧を設定
- 多くの個体は、実際にはもっと低い電圧で動作可能
例：
- あるGPUが、実際には0.85Vで動作可能
- しかし、工場出荷時は1.08Vに設定されている
- この差分（0.23V）を削減できる
オーバークロックとの違い
| 項目 | オーバークロック | アンダーボルト |
|---|---|---|
| 目的 | 性能向上 | 効率向上 |
| 電圧 | 上げる | 下げる |
| クロック周波数 | 上げる | 維持または下げる |
| 消費電力 | 増える | 減る |
| 発熱 | 増える | 減る |
| リスク | 高い（故障の可能性） | 低い（物理的な故障はほぼない） |
| 保証 | 対象外になる可能性が高い | 対象外になる可能性がある |
アンダーボルトの仕組み
電力消費の基本
電力消費は、以下の式で計算されます。
消費電力（W）= 電圧（V）× 電流（A）
また、CPUやGPUの消費電力は、以下の式でも表されます。
消費電力 ∝ 電圧² × クロック周波数
重要なポイント：
- 電圧を下げると、消費電力は二乗に比例して減少
- 例：電圧を10%下げると、消費電力は約19%減少
電圧カーブ（Voltage-Frequency Curve）
GPUやCPUは、電圧とクロック周波数の関係を定義した「電圧カーブ」に従って動作します。
デフォルトの電圧カーブ：
- 高いクロック周波数 → 高い電圧が必要
- 低いクロック周波数 → 低い電圧で動作
アンダーボルトの原理：
- 同じクロック周波数を、より低い電圧で実現
- 電圧カーブを調整して、効率を向上させる
例：
- デフォルト：1800MHzを1.08Vで動作
- アンダーボルト後：1800MHzを0.85Vで動作
- 結果：同じ性能で、消費電力が約30%減少
GPUブーストクロックとの関係
現代のGPUは、動的にクロック周波数を調整します。
GPU Boost（NVIDIA）の仕組み：
- GPUの温度と消費電力を監視
- 余裕があれば、クロック周波数を自動的に上げる
- 温度が高くなると、クロック周波数を下げる（サーマルスロットリング）
アンダーボルトの効果：
- 発熱が減る
- サーマルスロットリングが起こりにくくなる
- 結果：クロック周波数を高く維持できる
- パフォーマンスが向上することもある
アンダーボルトのメリット
メリット1：消費電力の削減（20〜30%）
最大のメリットは、消費電力を大幅に削減できることです。
削減率：
- GPU：20〜30%削減が一般的
- CPU：10〜20%削減が一般的
具体例：
- RTX 3080（デフォルト：300W）
- アンダーボルト後：200〜220W
- 削減：80〜100W（約30%）
- RTX 3070（デフォルト：220W）
- アンダーボルト後：150〜170W
- 削減：50〜70W（約25%）
電気代の削減：
- 1日4時間、1年間使用した場合（電気代：30円/kWh）
- 100W削減 → 年間約4,380円の節約
メリット2：温度の低下（5〜15℃）
消費電力が減ると、発熱も減ります。
温度低下の例：
- RTX 3080 Ti
- デフォルト：78℃
- アンダーボルト後：59℃（-19℃）
- RTX 3060
- デフォルト：67℃
- アンダーボルト後：62℃（-5℃）
メリット：
- サーマルスロットリングが起きにくい
- 部品の劣化が遅くなる
- 夏場でも快適
メリット3：静音化
温度が下がると、冷却ファンの回転数も下がります。
ファン回転数の低下例：
- RTX 3080 Ti
- デフォルト：ファン回転数2500 RPM
- アンダーボルト後：ファン回転数2200 RPM（-300 RPM）
効果：
- ファンの騒音が小さくなる
- 静かな環境でゲームやクリエイティブ作業ができる
メリット4：長寿命化
低い温度で動作すると、電子部品の劣化が遅くなります。
理由：
- 高温は、電子部品の寿命を縮める最大の要因
- 低温で動作すると、劣化が遅くなる
効果：
- GPUやCPUの寿命が延びる
- 長期間、安定して使用できる
メリット5：小型ケースに最適
Mini-ITXなどの小型ケースでは、冷却が課題です。
アンダーボルトの効果：
- 発熱が少ないため、小型ケースでも高性能GPUを使える
- 冷却が制限されている環境でも、安定動作
メリット6：パフォーマンスが向上する場合もある
意外なことに、アンダーボルトでパフォーマンスが向上することがあります。
理由：
- サーマルスロットリングが起きなくなる
- GPUやCPUが、高いクロック周波数を長時間維持できる
- 結果：フレームレートが向上
報告例：
- RTX 3060：アンダーボルト後、ベンチマークスコアが微増
- RTX 3070：温度低下により、ブーストクロックが維持され、フレームレートが安定
アンダーボルトのデメリットとリスク
デメリット1：システムの不安定性
最大のリスクは、システムが不安定になることです。
起こりうる問題：
- ブルースクリーン（BSOD）
- 電圧が低すぎると、システムがクラッシュ
- ゲームやアプリが突然終了
- 負荷がかかったときに、電圧不足でクラッシュ
- 画面にアーティファクト（画像の乱れ）
- GPUが不安定になると、画面にノイズが出る
- 起動しない
- 設定が極端すぎると、PCが起動しない場合も
対策：
- 少しずつ電圧を下げる（20mVずつ）
- 各段階で、必ず安定性テストを実施
- 問題が出たら、少し電圧を上げる
デメリット2：データの破損リスク
システムが不安定になると、データが破損する可能性があります。
リスク：
- 作業中のファイルが保存されずに消える
- OSが破損し、起動しなくなる
対策：
- アンダーボルトを始める前に、重要なデータをバックアップ
- 設定変更後は、しばらく様子を見る
デメリット3：保証対象外になる可能性
メーカーによっては、アンダーボルトが保証対象外となる場合があります。
注意点：
- 保証規約を確認
- 保証期間中は、慎重に判断
デメリット4：時間と手間がかかる
アンダーボルトは、「設定して終わり」ではありません。
必要な作業：
- 電圧とクロックの最適な組み合わせを見つける
- 安定性テストを何度も実施
- ゲームやアプリごとに、動作確認
所要時間：
- 初めての場合：数時間〜数日
- 経験者の場合：1〜2時間
デメリット5：個体差がある
同じ型番のGPUやCPUでも、個体によってアンダーボルトの効果が異なります。
理由：
- シリコンの品質にばらつきがある
- 「当たり」の個体は、大幅に電圧を下げられる
- 「ハズレ」の個体は、あまり下げられない
注意：
- 他人の設定をそのまま真似しても、うまくいかない場合がある
- 自分の個体に合わせて、調整が必要
デメリット6：クロックストレッチング
一部のGPUやCPUでは、「クロックストレッチング」という現象が起こります。
クロックストレッチングとは：
- 電圧が不足すると、GPUが内部でクロックを遅延させる
- 表面上は同じクロック周波数でも、実際には処理が遅くなる
- パフォーマンスが低下しているのに、気づきにくい
対象：
- 一部のNVIDIA GPU（全てではない）
- AMD Ryzen CPU（2000シリーズ以降）
- Intel Arc GPU
確認方法：
- ベンチマークスコアを比較
- デフォルト vs アンダーボルト
- スコアが低下していたら、クロックストレッチングの可能性
GPUのアンダーボルト
必要なツール
MSI Afterburner（最も人気）
特徴：
- すべてのメーカーのGPUに対応（NVIDIA、AMD）
- 無料
- 電圧カーブエディタが使いやすい
- オンスクリーンディスプレイで、リアルタイムモニタリング
ダウンロード：
- MSI公式サイトから
ASUS GPU Tweak III
特徴：
- すべてのメーカーのGPUに対応
- 無料
- 2つのアンダーボルト方法
- 初心者にも使いやすいUI
ダウンロード：
- ASUS公式サイトから
その他のツール
- EVGA Precision X1（NVIDIA GPU）
- AMD Radeon Software（AMD GPU専用）
アンダーボルトの基本手順（MSI Afterburner）
ステップ1：デフォルト値を確認
- MSI Afterburnerをインストール・起動
- HWiNFO64やGPU-Zなどのモニタリングツールをインストール
- ベンチマークソフトを実行
- 3DMark Time Spy
- Unigine Heaven
- FF XV ベンチマーク
- 実際のゲーム
- 以下の情報を記録
- 最大GPUクロック（例：1995MHz）
- GPUコア電圧（例：1.081V）
- GPU温度（例：78℃）
- 消費電力（例：300W）
- ベンチマークスコア
ステップ2：目標を設定
目標の例：
- パターン1：性能維持
- クロック周波数：デフォルトと同じ（例：1800MHz）
- 電圧：デフォルトより低く（例：0.85V）
- パターン2：効率重視
- クロック周波数：少し下げる（例：1650MHz）
- 電圧：大幅に下げる（例：0.75V）
ステップ3：電圧カーブを調整
- MSI Afterburnerで「Ctrl + F」を押す
- 電圧カーブエディタが開く
- 全体を下げる
- 「Shift」を押しながら、カーブ全体を下にドラッグ
- 目標の電圧とクロックを設定
- 例：0.85Vのポイントを1800MHzまで上げる
- それより右側を下げる
- 0.85Vより右側のポイントをすべて選択
- 1800MHz以下まで下げる
- 「チェックマーク」をクリックして適用
- カーブが自動的に整えられる
ステップ4：安定性テスト
- ベンチマークを30分〜1時間実行
- 3DMark Time Spy
- Unigine Heaven（15分ループ）
- FF XV ベンチマーク
- 以下を確認
- クラッシュしないか
- 画面にアーティファクトが出ないか
- 温度、クロック、電圧をモニタリング
- 問題がなければ、さらに電圧を下げる
- 10〜20mVずつ下げて、再テスト
- 問題が出たら、少し電圧を戻す
- クラッシュした電圧から、20〜50mV上げる
ステップ5：実ゲームでテスト
ベンチマークで安定しても、実ゲームで不安定な場合があります。
テスト方法：
- よくプレイするゲームを、数時間プレイ
- 高負荷なシーンで、クラッシュしないか確認
ステップ6：設定を保存
- MSI Afterburnerのプロファイルに保存
- 画面下部の「1」〜「5」のスロットに保存
- 自動起動を設定
- MSI Afterburnerの設定を開く
- 「全般」→「Windowsと一緒に起動」にチェック
- 「プロファイル」→「自動プロファイル管理」で、保存したスロットを選択
アンダーボルトの実例
実例1：RTX 3080 Ti
Before（デフォルト）：
- GPUクロック：1995MHz
- GPU電圧：1.081V
- GPU温度：78℃
- 消費電力：270〜300W
After（アンダーボルト）：
- GPUクロック：1680MHz
- GPU電圧：0.756V
- GPU温度：59℃（-19℃）
- 消費電力：180〜200W（-100W、約33%削減）
結果：
- 大幅な消費電力削減と温度低下
- ゲームは72FPSで安定（目標達成）
実例2：RTX 3060
Before（デフォルト）：
- GPUクロック：1950MHz
- GPU電圧：1.081V
- GPU温度：67℃
- 消費電力：約170W
After（アンダーボルト）：
- GPUクロック：1950MHz（維持）
- GPU電圧：0.925V
- GPU温度：62℃（-5℃）
- 消費電力：約140W（約20%削減）
結果：
- 性能を維持しながら、消費電力を削減
- ベンチマークスコアが微増
実例3：RTX 3070
Before（デフォルト）：
- GPUクロック：約1900MHz
- GPU電圧：約1.05V
- GPU温度：約75℃
After（アンダーボルト）：
- GPUクロック：1850MHz
- GPU電圧：0.85V
- GPU温度：約65℃（-10℃）
- 消費電力：約150W（約30%削減）
結果：
- 性能低下はほとんどなし
- 温度と消費電力が大幅に改善
CPUのアンダーボルト
Intel CPUのアンダーボルト
ツール：Intel XTU（Intel Extreme Tuning Utility）
特徴：
- Intel公式ツール
- Core Voltageをオフセット調整
- 安全で使いやすい
ダウンロード：
- Intel公式サイトから
ツール：ThrottleStop
特徴：
- ロックされたIntel CPUでもアンダーボルト可能
- より細かい設定が可能
- 上級者向け
ダウンロード：
- TechPowerUp などから
手順（Intel XTU）
- Intel XTUをインストール・起動
- 「Core Voltage Offset」を調整
- 最初は-50mV（-0.050V）から始める
- 「Apply」をクリック
- 安定性テスト
- Prime95
- Cinebench R23
- 実際の作業やゲーム
- 問題がなければ、さらに下げる
- 10〜20mVずつ下げて、再テスト
- 一般的には-100mV〜-200mVで安定
- 問題が出たら、少し戻す
注意：Plundervolt脆弱性対策
重要：
2019年に発見されたPlundervolt脆弱性の対策として、最新のBIOSやマイクロコードでは、Intel CPUのアンダーボルトができなくなっている場合があります。
対象：
- Haswell以降のIntel CPU
- 最新のBIOS
確認方法：
- Intel XTUやThrottleStopで、電圧調整ができるか試す
AMD CPUのアンダーボルト
ツール：AMD Ryzen Master
特徴：
- AMD公式ツール
- Ryzen CPUのアンダーボルトが可能
- 使いやすいUI
ダウンロード：
- AMD公式サイトから
手順
- AMD Ryzen Masterをインストール・起動
- 「Manual」モードに切り替え
- 「Voltage」を調整
- 最初は-50mV（-0.050V）から始める
- 「Apply & Test」をクリック
- 安定性テスト
- 問題がなければ、さらに下げる
注意：PBO2（Precision Boost Overdrive 2）
PBO2の「Curve Optimizer」機能を使うと、より細かくアンダーボルトが可能です。
設定場所：
- BIOS（マザーボードによる）
- AMD Ryzen Master
アンダーボルトの注意点
注意点1：少しずつ調整
絶対にやってはいけないこと：
- いきなり大幅に電圧を下げる
正しい方法：
- 20mV（0.02V）ずつ下げる
- 各段階で、必ず安定性テストを実施
注意点2：安定性テストを徹底
ベンチマークで安定しても、実際の使用で不安定な場合があります。
推奨テスト：
- ベンチマーク：30分〜1時間
- 実ゲーム：数時間
- 日常作業：数日〜数週間
注意点3：他人の設定をそのまま真似しない
シリコンの品質は個体ごとに異なります。
例：
- Aさんの3080は、0.85Vで安定
- Bさんの3080は、0.90Vでないと安定しない
対策：
- 他人の設定は「目安」として参考にする
- 自分の個体に合わせて、調整が必要
注意点4：長期間の安定性を確認
数日間安定していても、数ヶ月後に不安定になることがあります。
理由：
- CPUやGPUは、時間とともに劣化
- 電圧不足の影響が、後から現れる場合も
対策：
- 定期的に安定性を確認
- クラッシュが増えたら、少し電圧を上げる
注意点5：保証の確認
メーカーによっては、アンダーボルトが保証対象外になる場合があります。
対策：
- 保証規約を確認
- 保証期間中は、慎重に判断
注意点6：バックアップ
アンダーボルトで、システムが不安定になる可能性があります。
対策：
- 重要なデータをバックアップ
- システムの復元ポイントを作成
注意点7：クロックストレッチングに注意
一部のGPUやCPUでは、クロックストレッチングが起こります。
確認方法：
- ベンチマークスコアを比較
- デフォルト vs アンダーボルト
- スコアが低下していないか確認
よくある質問
Q: アンダーボルトで、GPUやCPUが壊れることはありますか？
A: いいえ、アンダーボルトで物理的に壊れることは、ほぼありません。電圧を下げる行為は、オーバークロック（電圧を上げる）と比べて、はるかに安全です。
最悪の場合でも、システムがクラッシュするだけで、ハードウェアが故障することはほとんどありません。
ただし、システムが不安定になると、データが破損するリスクはあります。
Q: アンダーボルトで、性能は低下しますか？
A: 適切にアンダーボルトを行えば、性能はほとんど低下しません。むしろ、以下の理由で性能が向上する場合もあります：
- サーマルスロットリングが起きなくなる
- 高いクロック周波数を長時間維持できる
- 結果：フレームレートが安定、またはむしろ向上
ただし、電圧を下げすぎると、性能が低下します。最適なバランスを見つけることが重要です。
Q: どのくらい電圧を下げられますか？
A: 個体差がありますが、一般的な目安は以下の通りです：
GPU：
- NVIDIA RTX 30シリーズ：100〜200mV（0.1〜0.2V）
- NVIDIA RTX 40シリーズ：50〜150mV
- AMD Radeon RX 6000/7000シリーズ：50〜150mV
CPU：
- Intel CPU：50〜150mV
- AMD Ryzen CPU：50〜100mV
ただし、これはあくまで目安です。自分の個体に合わせて、慎重に調整してください。
Q: アンダーボルトは、すべてのGPUやCPUでできますか？
A: ほとんどのGPUとCPUで可能ですが、一部制限があります：
制限がある場合：
- Intel CPUの最新BIOS：Plundervolt対策でアンダーボルトが無効化されている場合がある
- ノートPCの一部機種：メーカーがBIOSでロックしている場合がある
- OEM製PC：設定が制限されている場合がある
デスクトップの自作PCや、ゲーミングノートPCであれば、ほとんどの場合可能です。
Q: アンダーボルトとPower Limitの違いは何ですか？
A: 両方とも消費電力を削減しますが、方法が異なります。
Power Limit：
- 最大消費電力に制限をかける
- 簡単に設定できる
- クロック周波数が自動的に下がる
- 性能低下が大きい
アンダーボルト：
- 電圧を下げる
- 設定に時間がかかる
- クロック周波数を維持できる
- 性能低下が少ない
アンダーボルトの方が、効率的に消費電力を削減できます。
Q: ノートPCでもアンダーボルトはできますか？
A: はい、ノートPCでもアンダーボルトは可能です。むしろ、ノートPCこそアンダーボルトの恩恵が大きいです。
ノートPCでのメリット：
- バッテリー駆動時間が延びる
- 冷却が制限されているため、温度低下の効果が大きい
- ファン騒音が小さくなる
ただし、一部のノートPCでは、メーカーがBIOSで設定をロックしている場合があります。
Q: アンダーボルトの設定は、一度決めたら永久に使えますか？
A: いいえ、定期的に確認・調整が必要です。
理由：
- CPUやGPUは、時間とともに劣化
- 電圧不足の影響が、後から現れる場合も
- ドライバの更新で、設定がリセットされることも
対策：
- 定期的に安定性を確認
- クラッシュが増えたら、少し電圧を上げる
Q: アンダーボルトとオーバークロックは、同時にできますか？
A: はい、可能です。実際、多くの上級者は、両方を組み合わせています。
組み合わせの例：
- クロック周波数を上げる（オーバークロック）
- 電圧を下げる（アンダーボルト）
- 結果：高性能で、低消費電力
ただし、設定が非常に難しく、安定させるのに時間がかかります。初心者は、まずアンダーボルトだけから始めることをおすすめします。
Q: VRAMもアンダーボルトできますか？
A: VRAMの電圧調整は、一部のツールで可能ですが、GPUコアのアンダーボルトとは別の設定です。
VRAMのオーバークロックは比較的安全で、多くの場合、性能向上が期待できます。一方、VRAMのアンダーボルトは、効果が限定的で、不安定になりやすいため、あまり推奨されません。
GPUコアのアンダーボルトに集中することをおすすめします。
まとめ
アンダーボルトについて、重要なポイントをまとめます。
アンダーボルトとは：
- CPUやGPUに供給する電圧を下げる技術
- 消費電力を削減（20〜30%）
- 温度を低下（5〜15℃）
- 性能をほぼ維持（または向上）
仕組み：
- 工場出荷時の電圧は、安全マージンを含めて高めに設定
- 多くの個体は、もっと低い電圧で動作可能
- 電圧カーブを調整して、効率を向上
メリット：
- 消費電力削減（電気代の節約）
- 温度低下（サーマルスロットリング防止）
- 静音化（ファンの回転数低下）
- 長寿命化（低温で動作）
- 小型ケースに最適
- パフォーマンス向上の可能性
デメリットとリスク：
- システムの不安定性（クラッシュ、BSOD）
- データ破損のリスク
- 保証対象外になる可能性
- 時間と手間がかかる
- 個体差がある
- クロックストレッチング（一部のGPU/CPU）
GPUのアンダーボルト：
- MSI Afterburnerが最も人気
- 電圧カーブを調整
- 20mVずつ下げて、安定性テスト
- 実例：RTX 3080で約30%の消費電力削減
CPUのアンダーボルト：
- Intel：Intel XTU、ThrottleStop
- AMD：Ryzen Master、PBO2
- 50〜150mVの削減が一般的
- 注意：最新BIOSでは無効化されている場合も
注意点：
- 少しずつ調整（20mVずつ）
- 安定性テストを徹底
- 他人の設定をそのまま真似しない
- 長期間の安定性を確認
- 保証の確認
- バックアップを忘れずに
選択の基準：
アンダーボルトがおすすめの人：
- 電気代を節約したい
- PCの温度や騒音が気になる
- 小型ケースを使っている
- 夏場の熱対策をしたい
- PCの寿命を延ばしたい
アンダーボルトをしない方がいい人：
- 時間や手間をかけたくない
- システムの安定性を最優先したい
- 保証を失いたくない
- PCの知識に自信がない
重要なポイント：
アンダーボルトは、パフォーマンスをほとんど落とさずに、消費電力と温度を大幅に削減できる優れた技術です。
オーバークロックと比べて、はるかに安全で、物理的に故障するリスクはほぼありません。
ただし、適切に設定しないと、システムが不安定になる可能性があります。少しずつ調整し、安定性テストを徹底することが成功の鍵です。
特に、ノートPCや小型ケース、高性能GPUを使っている場合は、アンダーボルトの恩恵が大きいです。
時間と手間をかける価値は十分にあります。ぜひ、チャレンジしてみてください！
この記事が、あなたのアンダーボルトの参考になれば幸いです。快適で効率的なPC環境を楽しんでください！
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