サーバ電源ユニットの選び方｜失敗しないコツを解説 | PCギアナビ｜PCパーツ・周辺機器に特化した情報をお届け

サーバの安定稼働を支える心臓部、それが電源ユニットです。しかし、サーバの電源ユニット選び方といっても、多くの要素が絡み合い、何から検討すればよいか迷う方も少なくないでしょう。例えば、PC電源で1000Wもの大容量が本当に必要なのか、あるいは電源容量が大きすぎる場合に何か問題はあるのか、といった疑問が浮かぶかもしれません。

また、電源ユニットは大きい方がいいのか、それとも電源ユニットの容量が低いとどうなるのかといった基本的な不安や、容量はなぜ2倍が目安とされるのかという具体的な基準についても知りたいところです。さらに、サーバー電源の寿命はどれくらいなのか、購入前のサイズ確認はどのように行えばよいのかなど、考えるべき点は多岐にわたります。

この記事では、そのようなサーバ用電源ユニットの選定に関するさまざまな疑問を解消し、あなたのサーバに最適な一台を見つけるためのお手伝いをします。

この記事を読むことで、以下の点について理解を深められます。

記事のポイント

サーバに必要な電源容量の適切な見積もり方
電源ユニットの規格やサイズ選定の重要ポイント
長期的な安定稼働を実現するための電源選びの基準
コストと性能のバランスを考慮した電源ユニットの比較方法

基本的なサーバ電源ユニットの選び方
詳細なサーバ電源ユニットの選び方

基本的なサーバ電源ユニットの選び方

容量が低いとどうなる？
電源容量はなぜ2倍が良い？
電源ユニットは大きい方が良いか
電源容量が大きすぎる場合の注意点

容量が低いとどうなる？

電源ユニットの容量が搭載するパーツの総消費電力に対して低い場合、サーバの動作に深刻な影響を及ぼす可能性があります。最も懸念されるのは、システムの不安定化です。

高負荷時やピーク時に必要な電力を供給できなくなると、サーバが突然シャットダウンしたり、再起動を繰り返したりすることがあります。これは、データベース処理中や重要なデータ転送中など、クリティカルなタイミングで発生すると、データの破損やサービスの停止といった重大な問題に直結しかねません。

このような電力不足は、CPUやグラフィックボード、ストレージといった各パーツにも過度な負担をかけます。結果として、これらのパーツが本来の性能を発揮できないだけでなく、寿命を縮めてしまう恐れもあるのです。特にサーバ用途では24時間365日の連続稼働が前提となるため、一時的な電力不足が引き起こす影響は、一般的なPCと比較してより深刻になると考えられます。

さらに、容量不足の状態で無理に運用を続けると、電源ユニット自体にも大きな負荷がかかり、発熱が増加したり、最悪の場合は電源ユニットの故障につながることもあります。電源ユニットの故障は、他のパーツを巻き込んで損傷させる可能性も否定できません。

これらの理由から、サーバに搭載する電源ユニットの容量は、構成パーツの消費電力を正確に把握し、十分な余裕を持たせた上で選定することが、安定稼働を維持する上で極めて大切です。

電源容量はなぜ2倍が良い？

サーバの電源容量を選ぶ際に「消費電力の2倍が良い」という目安を耳にすることがあります。これにはいくつかの理由が考えられます。

まず一つ目は、電源ユニットの変換効率が関係しています。多くの電源ユニットは、定格容量の50%程度の負荷で動作しているときに、最も電力変換効率が高くなるように設計されています。変換効率が高いということは、コンセントから供給された交流電力を、PCパーツが使用する直流電力へ変換する際の電力損失が少ないことを意味します。

電力損失が少なければ、発熱も抑えられ、結果として電源ユニット自体の寿命を延ばすことにもつながります。したがって、サーバのピーク時消費電力に対して2倍の容量を持つ電源ユニットを選べば、通常運用時の負荷率が50%前後に近づき、効率的な電力使用が期待できるというわけです。

二つ目の理由として、将来的なパーツの増設やアップグレードへの対応が挙げられます。サーバ運用中にストレージを追加したり、より高性能なCPUや拡張カードに交換したりする可能性は十分に考えられます。

初期構成のギリギリの容量で電源ユニットを選んでしまうと、パーツを増設した際に容量不足に陥り、電源ユニットごと交換する必要が出てくるかもしれません。初めから容量に余裕を持たせておくことで、このような手間や追加コストを回避できる可能性があります。

ただし、常に2倍の容量が絶対的に正しいわけではありません。サーバの構成や用途、予算によっては、1.5倍程度の余裕でも十分な場合もありますし、逆に極めて重要なシステムで最大限の安定性を求めるならば、さらに余裕を持たせる考え方もあるでしょう。この2倍という目安は、あくまで一般的な指針の一つとして捉え、個別の状況に合わせて柔軟に判断することが肝要です。

80PLUS認証と変換効率

電源ユニットの変換効率の目安として「80PLUS認証」があります。これは、電源ユニットが特定の負荷率（20%、50%、100%）において、定められた変換効率基準を満たしていることを示す認証制度です。認証には複数のグレードがあり、グレードが高いほど変換効率も高くなります。

80PLUS認証グレード	10%負荷時効率	20%負荷時効率	50%負荷時効率	100%負荷時効率
80PLUS STANDARD	–	80%以上	80%以上	80%以上
80PLUS BRONZE	–	82%以上	85%以上	82%以上
80PLUS SILVER	–	85%以上	88%以上	85%以上
80PLUS GOLD	–	87%以上	90%以上	87%以上
80PLUS PLATINUM	–	90%以上	92%以上	89%以上
80PLUS TITANIUM	90%以上	92%以上	94%以上	90%以上

注: 上記の効率は115V入力時の一般的な値です。TITANIUM認証のみ10%負荷時の効率も規定されています。

この表からも分かるように、特に50%負荷時に高い効率を示す傾向があります。これが「容量2倍」説の一つの根拠となっているのです。

電源ユニットは大きい方が良いか

電源ユニットの容量に関して「大きい方が良い」という考え方は、ある程度の真実を含んでいますが、一概にそうとは言い切れない側面もあります。

確かに、容量に余裕があることは、前述の通り、システムの安定性向上や将来的な拡張性の確保につながります。特にサーバのような常時稼働が求められるシステムでは、ピーク時の負荷変動にも対応できる十分なマージンを持つことは安心材料となります。

また、大容量の電源ユニットは、同じ負荷であればファン回転数を抑えられる傾向があり、結果として静音性の向上や、電源内部の温度上昇抑制による長寿命化も期待できる場合があります。しかし、必要以上に大きすぎる容量を選ぶことにはデメリットも存在します。

まず、一般的に大容量の電源ユニットほど高価になるため、初期投資が大きくなります。また、PCパーツ全体の総消費電力が非常に低いにもかかわらず、極端に大きな容量の電源ユニットを使用すると、電源ユニットが最も効率よく動作する負荷率（通常50%前後）を大きく下回る領域で常時動作することになりかねません。80PLUS認証のグレードが低い製品の場合、このような低負荷状態では変換効率が大幅に低下し、無駄な電力消費や発熱が増える可能性も指摘されています。

さらに、物理的なサイズの問題もあります。大容量の電源ユニットは、標準的なATXサイズの奥行きよりも長い製品が多く、PCケースによっては搭載スペースに収まらなかったり、他のパーツとの干渉を引き起こしたりする可能性があります。

これらの点を踏まえると、電源ユニットの容量は、単に「大きければ良い」と考えるのではなく、サーバを構成するパーツの総消費電力を正確に見積もり、適切なマージン（例えば、ピーク時消費電力の1.5倍から2倍程度）を持たせた上で、予算やケースサイズとのバランスを考慮して選定することが望ましいと言えます。

電源容量が大きすぎる場合の注意点

サーバの安定稼働を願うあまり、必要以上に大きな容量の電源ユニットを選定してしまうこともあるかもしれません。容量に余裕があること自体は悪いことではありませんが、大きすぎる場合にはいくつかの注意点があります。

主な注意点として挙げられるのは、初期コストの増加と、低負荷時の変換効率の低下の可能性です。一般的に、電源ユニットは容量が大きいほど高価になる傾向があります。例えば、実際のピーク消費電力が300W程度のサーバに対して、1000Wや1200Wといった大容量電源ユニットを搭載するのは、オーバースペックであり、予算を不必要に圧迫する可能性があります。

また、電力変換効率の観点からも注意が必要です。多くの電源ユニットは、定格容量の50%程度の負荷で最も効率良く動作するように設計されています。消費電力が常に低いサーバで極端に大きな容量の電源ユニットを使用すると、電源ユニットは常に低負荷率（例えば10%～20%など）で動作することになります。

80PLUS認証のグレードによっては、このような極端な低負荷状態では変換効率が大きく落ち込むことがあります。変換効率が低いということは、より多くの電力が熱として失われることを意味し、結果的に電気代のわずかな増加や、電源ユニット自体の発熱増加につながるかもしれません。

例えば、ある試算によれば、常に200Wで動作するPCにおいて、最適な容量の電源（例：400W Gold認証）と、過大な容量の電源（例：1000W Gold認証）を比較した場合、後者の方が月に数十円から百円程度の電力損失が大きくなる可能性が示されています。この差は小さいと感じるかもしれませんが、多数のサーバを運用するデータセンターなどでは無視できないコストになることもあり得ます。

もちろん、将来的な大幅なシステム拡張を計画している場合や、特定の超ハイエンドパーツを使用する予定がある場合は、あらかじめ大容量を選んでおく戦略も考えられます。しかし、そうでない場合は、現実的なパーツ構成と将来計画に基づき、適切な範囲で余裕を持たせた容量選定を心がけることが、コストと効率のバランスを取る上で賢明です。

詳細なサーバ電源ユニットの選び方

PC電源1000Wはサーバに必要か
搭載前のサイズ確認ポイント
サーバー電源の寿命目安
最適なサーバ電源ユニット選び方

PC電源1000Wはサーバに必要か

「PC電源で1000Wもの容量がサーバに必要なのか」という疑問は、多くの方が抱くかもしれません。この問いに対する答えは、サーバの具体的な構成と用途によって大きく異なります。

一般的なファイルサーバや小規模なWebサーバ、アプリケーションサーバなど、比較的シンプルな構成のサーバであれば、1000Wという容量は明らかに過剰です。例えば、CPUが1基で、グラフィックボードを搭載しないか、あるいはエントリークラスのものを搭載し、HDDやSSDが数台といった構成の場合、ピーク時の消費電力は多く見積もっても300W～500W程度に収まることがほとんどです。このようなケースでは、500W～750W程度の電源ユニットでも十分な余裕があり、安定した動作が期待できます。

一方で、1000Wあるいはそれ以上の大容量電源が必要となるサーバも存在します。代表的な例としては、以下のような構成が挙げられます。

高性能コンピューティング（HPC）サーバ: 複数のハイエンドCPUやGPU（GPGPU）を搭載し、高度な科学技術計算やディープラーニング処理を行うサーバ。これらのパーツはそれぞれ大きな電力を消費するため、システム全体では1000Wを超えることも珍しくありません。
大規模データベースサーバ: 多数のCPUコア、大容量メモリ、そして高速なストレージ（NVMe SSDなど）を多数搭載し、大量のトランザクション処理を行うサーバ。
マルチGPU搭載ワークステーション/サーバ: CAD/CAM、映像編集、3Dレンダリングなどで複数の高性能グラフィックボードをフル活用するシステム。

このように、搭載するパーツの種類と数、そしてそれらのパーツが同時に高負荷で動作する頻度によって、必要な電源容量は大きく変動します。

家庭用コンセントの制限にも注意

日本国内の一般的な家庭用コンセントは、1口あたり100V/15A、つまり1500Wが上限となっています。1000Wクラスの電源ユニットであれば通常問題ありませんが、稀に見られる1600Wといった超大容量電源ユニットの場合、その性能をフルに引き出すためには200Vの電源環境が必要となることがあります。サーバの設置場所の電源環境も事前に確認しておくことが大切です。

したがって、1000Wの電源が必要かどうかは、まずサーバに搭載するCPU、GPU、メモリ、ストレージなどの各パーツのTDP（熱設計電力）や推奨電源容量を調べ、システム全体の総消費電力を見積もることから始める必要があります。その上で、適切な余裕（前述の通り1.5倍～2倍程度）を持たせた容量を選定するのが基本的なアプローチとなります。

搭載前のサイズ確認ポイント

電源ユニットを選定する際には、容量や効率だけでなく、物理的なサイズとPCケースへの適合性を確認することが非常に重要です。これを怠ると、せっかく購入した電源ユニットがケースに収まらなかったり、他のパーツと干渉してしまったりするトラブルに見舞われる可能性があります。

主な電源規格とサイズ

サーバやPCで使用される電源ユニットには、いくつかの標準規格が存在します。代表的なものとしては以下の通りです。

ATX電源: 現在最も普及している規格で、多くのデスクトップPCケースやタワー型サーバケースで採用されています。標準的な寸法は幅150mm × 高さ86mmですが、奥行きは製品によって140mm程度のものから、大容量モデルでは180mmや200mmを超えるものまで様々です。
SFX電源: スモールフォームファクタPC向けの小型規格です。コンパクトなキューブ型ケースやスリム型ケースで採用されます。ATX電源よりも大幅に小さく、奥行きが短いSFX-Lという派生規格もあります。
EPS電源: 主にサーバやワークステーション向けに設計された規格で、ATX電源と互換性がある場合が多いですが、より安定した大電流供給が可能なようにコネクタ等が強化されていることがあります。サイズはATX電源と同等か、やや奥行きが長い製品が多い傾向にあります。

確認すべきポイント

PCケースの対応規格: まず、使用するPCケースがどの電源規格（ATX、SFXなど）に対応しているかを確認します。ケースの仕様書や製品ページに明記されています。
電源ユニットの奥行き: 特にATX電源の場合、奥行きが製品によって大きく異なります。PCケースには搭載可能な電源ユニットの最大奥行きが定められていることが多いので、必ず確認しましょう。大容量電源は奥行きが長くなる傾向があるため注意が必要です。
シュラウドやドライブベイとの干渉: 最近のPCケースは、電源ユニットやケーブルを隠すためのシュラウド（カバー）が設けられていたり、電源ユニットの近くに3.5インチドライブベイが配置されていたりすることがあります。電源ユニットの奥行きが長すぎると、これらの構造物と干渉して物理的に搭載できないことがあります。
ケーブルの取り回しスペース: 電源ユニットから出るケーブル（特にプラグイン式でない直付けタイプの場合）をPCケース内で適切に配線するためには、ある程度のスペースが必要です。奥行きがギリギリの電源ユニットを選ぶと、ケーブルのコネクタ部分がケースに干渉したり、配線スペースが確保しづらくなったりすることがあります。
SFX電源をATXケースで使用する場合の注意点: SFX電源をATXケースに取り付けるための変換ブラケットが付属している製品もありますが、ケーブル長に注意が必要です。SFX電源は小型ケース向けにケーブルが短く設計されているため、大型のATXケースではCPU補助電源やマザーボード電源ケーブルが届かないことがあります。

これらのポイントを事前にしっかりと確認することで、パーツ選定後の組み立て段階でのトラブルを未然に防ぐことができます。電源ユニットの製品ページや仕様書で寸法を確認し、PCケース側の対応情報と照らし合わせる作業を怠らないようにしましょう。

サーバー電源の寿命目安

サーバは24時間365日の連続稼働を前提としているため、その心臓部である電源ユニットの寿命は非常に気になるポイントです。電源ユニットの寿命は、一概に「何年」と断言できるものではなく、いくつかの要因によって大きく左右されます。

一般的に、PCやサーバ用の電源ユニットの寿命は、数年から5年程度が一つの目安とされることが多いですが、これはあくまで平均的な話です。高品質な部品を使用し、適切な環境で運用されていれば、これよりも長く安定して動作する製品も少なくありません。

寿命に影響を与える主な要因

部品の品質（特にコンデンサ）: 電源ユニット内部で使用されているコンデンサは、寿命を左右する重要な部品です。特に、日本メーカー製の高品質な電解コンデンサや、耐熱性能の高い105℃対応コンデンサなどが採用されている製品は、一般的に長寿命であると期待されます。
動作温度: 電源ユニットは動作中に発熱しますが、周囲温度が高い環境や、PCケース内のエアフローが悪く排熱がうまくいかない環境では、内部温度が上昇しやすくなります。コンデンサなどの電子部品は高温に弱く、温度が高いほど劣化が早く進むため、寿命を縮める原因となります。
負荷率: 常に高い負荷率で運用され続けると、電源ユニットへの負担が大きくなり、部品の劣化を早める可能性があります。適切な容量選定により、過度な負荷を避けることが望ましいです。
入力電源の品質: 電源ラインの電圧変動が大きい環境や、ノイズが多い環境では、電源ユニットに余計なストレスがかかることがあります。
使用時間: 当然ながら、稼働時間が長ければ長いほど、部品は消耗していきます。サーバ用途では常時稼働が基本となるため、この点は避けられません。

寿命の兆候と対策

電源ユニットの寿命が近づくと、動作が不安定になったり、異音が発生したり、起動に失敗したりといった兆候が現れることがあります。しかし、突然故障してシステム全体を停止させてしまうケースも少なくありません。

そのため、サーバ用途では、以下のような対策を考慮することが推奨されます。

高品質な製品の選択: 長期保証（5年や10年など）が付いている製品や、サーバグレードとして設計された高信頼性モデルを選ぶ。
冗長電源の導入: ミッションクリティカルなサーバでは、一方の電源ユニットが故障しても、もう一方の電源ユニットで動作を継続できる冗長電源システムを導入する。
適切な冷却環境の確保: サーバ設置場所の室温管理や、サーバケース内の良好なエアフローを維持する。
定期的なメンテナンスと監視: 可能であれば、サーバの稼働状況やエラーログを監視し、異常の早期発見に努める。また、物理的な清掃（ホコリ除去など）も定期的に行う。

製品の保証期間も一つの目安となります。メーカーが長い保証期間を設定している製品は、それだけ耐久性に自信があることの現れとも考えられます。重要なデータを扱うサーバであればこそ、電源ユニットの品質と寿命には十分な配慮を払うべきです。