Mac mini の温度について

繊維クズが吸湿で膨張したり絡まりやすくなるということですかね。考えてみたら、吸湿するとなぜ通気を邪魔するのか謎ですね。

謎でもなんでもなく、湿度を吸って繊維が太くなれば、それだけ障害物になるのですから、通気性は落ちますよ。

マメに通気口の掃除をしていたり、障害物にならない程度の軽度なホコリの付着なら問題はありませんが、結構、通気口の状態を気にせずに使用しているユーザーはいますからね。

繊維の素材や撚り方でも違いはありますが、一般的な繊維は、細いほど体積の割に表面積が大きくなりますから、湿度に反応し易くなります。

よって、ホコリに含まれるような細い繊維くずのほうが、湿度に影響を受け易いと考えたほうが良いです。

http://www.jcfa.gr.jp/fiber/topics/no22/topics22.html

https://www.tailor-kasukabe.com/articles/material/24_humidity.html

ni_ki による書き込み:

単純に太くなって開口率を落とすということですね。

重くなって抵抗も増えます。

> OS のクリーンインストールに伴いデータを消してしまいましたがCPU は92 から95 度と記憶しております。Ambient Air は高くても70 度前半です。60 度後半の時も多々ありました。

Mac mini 2014 の値ですか？

> 何故、最大といえるのかと言えば、私が試した中で他の方法(例えば動画のレンダリングをしてみるとか。)でそれ以上、熱く出来なかったからです。

十分かと思います。

> > なお、ハードディスクはモデルや断片化などによって速度や消費電力も変わると思うので、あまり動かない方がいいですかね。

>

> 実使用ではガンガン動く事もあるので、本当は動かした方が現実に近いと思っています。しないのは私の測定能力の限界です。そこら辺の加熱とデータ収集を同時にやってくれるアプリケーションはないですかね。10,000 円くらいまでなら有料でも可。

私の書き込みは、質問ではなく希望です。（口語を書くと分かりずらいですね。）2011 と 2014 の比較をする上では不確定要素は減らした方が良いかなと。

また、2011 と 2014 のハードディスクの取り付け方や冷却方法が変わったかなと思いまして。

Mac mini 全体の冷却能力の評価という意味では、動かせるものはすべて動かした方が良いかもしれませんが。

ま、でも、どちらでも良いです。

2.5inch ハードディスクは、USB 2.0 の電力（5V x 500mA = 2.5W）で動く程度なので、システム全体の電力(発熱量)から見れば、小さいかなとも思います。

> この前、Mac mini 2010 を引退させようかと購入いたしました｡

> •••••

> 2011 年2 台はHDD とFusion Drive(自作) です。HDD モデルは外付けSSD から起動している場合が多いです。2014 年モデルは...

Mac mini だけでもすごい持ってますね。

埃については、ファンやダクトの流路に付いて表面が滑らかでなくなれば空気抵抗も増えるでしょうし、放熱器の流路に付けば、空気抵抗だけでなく熱抵抗も増え、冷却性能が悪くなると思います。

ただ、一般的な環境で使う限りは特に掃除などをする必要がない（埃はだんだん溜まっていくけど、７年程度の間は必要な冷却能力は確保される）と思っていましたが（開けると保証もなくなったりしますし）、どこか忘れましたがいくつかの日本の PC メーカが、「吸気口などの埃は掃除機などで掃除してくれ」とか、あるメーカは「内部のファンなども何かで拭き取るなど掃除してくれ。（作業による故障は保証しないけど）」のように書かれていたので、少し驚きました。

測定ありがとうございます。

風量と比例しているとは断定はできませんが、数値があり大変参考になります。

できるだけ正確に(数値に再現性が出るように) 測定してくれているようですし。

Mac mini 2014 は 2011 に比べ、風量が３〜４割増えてる感じですかね。（低速では 45%前後？、高速では 28％前後？。）

私は、吸気側の空気抵抗が下がって風量が増えているのかと思います。

ところで、二度手間になって申し訳ないですが、

2011 モデルの裏の フタ(黒いフタ)を外した状態で、同様の試験(風量試験)を追加していただけないでしょか。

あと、Mac mini 2010 は通常モデル(光学ドライブ付き)ですか？　Serverモデルですか？

通常モデル(光学ドライブ付き)なら、できましたら 2010 でも試験をしていただきたいです。（フタはしたまま。）

もしかすると、光学ドライブ付きのモデルは、スロットから吸気され吸気抵抗が小さい可能性があるかと思いまして。

あと、店頭で見て、少し気になっていたのですが、

Mac mini 2011（2012 以前）と 2014 の裏蓋で、2014 はフタと筐体(アルミ)の隙間が大きくなってませんか？

2014 を見たとき、「2012 以前は、もっと隙間が小さかったような。。。」と思いまして。

単純に見比べた感じとか、

可能なら、5[cm] x 1[cm] 程度の長方形の紙片の、端から 1[cm] くらいのところを 90度(角度)くらいに折り曲げて、

上下方向（奥行き方向、Mac mini の高さ方向）や径方向（裏蓋の円盤の直径方向）の隙間を調べる感じで。

> 発熱量では、私もそう思うのですが50 度程度の熱の塊なので、冷却性能を確認するには本来動かした方が良いでしょうね。エアーフローの上でも流路上にあるのは間違い無いと思いますので。

定常状態(つり合った状態)なら、温度が何度でも、電力消費量(=発熱量)の熱が伝わるだけだと思います。

消費電力が最大で 2.5W なら、定常状態なら最大でも 2.5W の熱しか伝わらないはずです。

（例えば、ある程度 HDD の温度が上がった状態で、風速を上げた時などは、一時的に(発熱量と放熱量がつり合う温度になるまで)それ以上の熱が伝わることもあります。）

例えば、TDP が 30W の CPU が、定常状態で温度が 100℃ でも、ヒートシンクには 30W の熱しか伝わってきません。

また、TDP が 130W の CPU なら、定常状態で温度が 75℃ でも、(フル出力なら)ヒートシンクには 130W の熱が伝わってきています。（この場合、130W の熱を放熱できているから、75℃ で安定しています。）

（ここでは簡単に、TDP が 130W の CPU は、フル出力で 130W 発熱するとしています。また、基盤等に伝わる熱は無視しています。）

私は「Mac miniの筐体が熱い=ファン系統以外にも筐体自体の熱伝導による放熱効果がある」と認識しているのですが、冷却不足と言われるのは「Mac miniの筐体が熱い=内部に熱がこもってる」という誤解に基づく話だと理解しています。

最初にMacBookがアルミ筐体を採用した時に、コレが話題になったような記憶があります。

筐体表面からの放熱量はおおよそ計算できると思い、一応計算してみました。

http://www.hakko.co.jp/qa/qakit/html/s01050.htm

で計算してみると、

物体の表面積A：　　　　0.04 [m^2]（20x20[cm] -> 0.2x0.2[m]=0.04[m^2]。上面のみの面積。側面を含めても良い。）

物体表面の放射率B：　　0.15

外気への対流熱伝達率C：7 [W/m^2•K]（初期値。よく分からない。）

物体表面の温度D：　　　40 [℃]（ni_ki さんの情報で 30.7℃の部屋で天板部の最高温度が 39℃と書いてあったので。本当は上面(＆側面)全体の平均値。））

雰囲気の温度E：　　　　30 [℃]（ni_ki さんの情報で 30.7℃の部屋で天板部の最高温度が 39℃と書いてあったので。）

（物体表面の放射率Bは 0.0〜1.0の値。黒体だと 1.0。Wikipedia によるとアルミニウムは 0.02〜0.1。あまり反射しない加工（ショットピーニング？）がしてあるので 0.15 とした。）

（また、物体表面の温度D、雰囲気の温度E は、ni_ki さんの情報で「35℃の部屋で 表面温度が 45℃」というのもありますが、共に温度差は 10℃なので、40℃／30℃ でも 45℃／35℃ でもあまり変わりません。）

（外気への対流熱伝達率Cは 7 [W/m^2•K]（初期値）とした。図では面が垂直だが、Mac mini では通常上向きなので、少し違うかもしれない。（自然対流なので、重力の影響を受け、向きによって異なる。）もう少し小さい値かもしれない？？？。）

とすると、

放熱量(熱損失計H)は 3.2 [W] となります。（対流熱損失F 2.8 [W]、放射熱損失G 0.4 [W]。）

（おおよそ物体と雰囲気の空気の温度差に比例します。Mac mini が 40℃で、雰囲気が 25℃なら、4.8 [W] となります。）

（側面の面積を含めても良いと思いますが、温度が最高温度とのことなので、とりあえずこれで計算しました。）

（昔、こういったことも一応大学で勉強したのですが、あまりはっきり覚えていません。なんとなく計算できそうなウェブページがあったので計算しましたが、未検証です。）

https://support.apple.com/ja-jp/HT201897

によると、Mac mini 2011 ARM Radeon 搭載は、

待機中：14 [W]（多分、アイドル時）

最大　：85 [W]

なので、アイドル時なら 23％、高負荷時なら 4% 程度かと思います。

（CPU 出力が増えても、多少筐体の温度が上がった分は増えますが、それ以外は変わりません。）

（なお、Mac mini 2014 は、最大値は同じ 85 [W] で、待機中は 6[W] です。）

例え、筐体と室温の温度差がもう少し広がったり筐体サイドの面積を含めたとしても、せいぜい 5〜10[W] 程度で、Mac mini の高負荷時の消費電力 85 [W] から見れば 10% 程度です。つまり、筐体からの放熱がない場合と比べて冷却ファン＆ヒートシンクからの放熱は 90% 程度にしか減りません。（つまり、ファンやヒートシンクをあまり小さくできません。）

よって、積極的に「筐体に熱を伝えてヒートシンクとして利用している」というより、内部の温度が高かったりで筐体に熱が伝わってきて「（想定以上に）温度が上がってしまっている」のかと思います。

なお、電源回路の効率が 89% 程度のようなので、消費電力の 11% は電源回路から発熱します。

（　http://images.apple.com/jp/environment/pdf/products/desktops/Macmini_PER_oct2014_J.pdf　（新しい機種ですが））

（　アイドル時：1.5 [W]、高負荷時：9 [W] 程度。）

電源回路は筐体と接触してますし、あまり他の冷却機構もないので、私は、設計の意図としては、筐体からの放熱は電源回路の熱の放熱に使っている程度で、CPU の熱の放熱はファンと放熱器で行う設計かと思います。Apple などは多分「熱流体解析ソフトウェア」（ http://www.phoenics.co.jp/jirei/bunya/denkidenshi.htm など？）で設計していると思うので、CPU も電源も CPU のヒートシンクも筐体からの放熱もまとめて計算していて、明確に区別されるわけではないかと思いますが。

なお、新しい MacBook はファンを搭載してないようですし、完全に筐体等の表面から放熱しているのかと思います。

http://www.apple.com/jp/macbook/

に、「わずか5ワットの電力で駆動する第6世代のIntel Core Mプロセッサを搭載し、」とあり、また

http://images.apple.com/jp/environment/pdf/products/notebooks/MacBook_PER_April2016_J.pdf

に、「『アイドル - ディスプレイオン』の消費電力：5.54W」（電源アダプタの消費電力も含むように思うので、MacBook 本体はその 87％程度かも？）とあるので、

アイドル時：5W、最大でも 10W 程度かと思います。

その程度であれば、MacBook は Mac mini よりも表面積もずっと大きいので、可能かとも思います。

今後、こういった機種も増えてくるんでしょうね。

（最近、湿度や埃についての投稿がいくつかありましたが、ファンがなくなれば、埃が溜まるということはほぼなくなります。）

私もそう思いたいところなのですが、風速だけだと説得力に欠けます。排気口の平均風速ならまだよいのですが、計測できたのは最大らしい部分の風速ですので。

風量が測れると面白いのですが、方法を思いつきません。

そうですね。私もどの程度比例しているのかには少し懸念を持っています。

ただ、強弱に偏りはシロッコファンの性質と思いますが、Mac mini 2011 と 2014 で基本的にはファンと放熱器はほぼ同じだと思うので、「最大らしき部分の風速が速いほど、流量が多い」というのは間違いないと思います。

本当に比例 ( y = a * x ) しているのか、y = a * x + b のような一次関数的なのか、または曲線なのかはっきりわかりませんが。

風量を測る方法は私も考えましたが、難しいですね。

空気などの「流量計」というのもあるようですが、けっこう高価なようです。また、Mac mini からの流量に影響を影響を与えないで流量を測らなければなりません。（空気抵抗にならないようにする。空気抵抗を小さくする。）

私が考えてたのは、

• 直径 10〜15cm くらいの透明なパイプを Mac mini の排気口からダクト(ボール紙など)で漏れないように接続して、そこに線香の煙か何かを透明パイプの途中に入れて、煙が動く速さを見る。（1m を動く速さとか。）

（ただし、パイプの中心部と壁面付近で流速が異なりますし、誤差の懸念もあります。）

• ゴミ袋などを、Mac mini の排気口からダクトで漏れないように接続して、いっぱいになるまでの時間を測定する。

（ただし、ゴミ袋に働く重力の影響を受ける懸念がある。できるだけ軽い袋が良い。）

とかです。

ただ、ni_ki さんとか他の人にお願いできるような手間ではないですし、私は Mac mini を持ってません。持ってたところでやるかどうか。。。

（ただ、ni_ki さんが、私が思った以上にいろいろな測定器や Mac mini を持っていたり、しっかり測定したりするので驚いてます。）

流量を測りたいと思っていましたので、「風速計」というのはあまり考えてませんでした。

風速計があって、それの測定範囲が Mac mini の流量を測定するのにちょうど良い程度なら、排気口からボール紙などのダクトで風速計の測定部のサイズまでダクトを作成し、それで測定するとけっこう正確に測れるかもしれません。

ダクトを空気が流れると、多少「中心部の流速が速く、壁面付近は遅い」というムラがありますが、またお持ちの風速計がどういったものか分からないのですが、ほぼ比例して測定できると思います。また、絶対値の誤差(実際の流量 [リットル/min] と、(風速 x 流路断面積) で求めた流量との差)も 15％程度で収まるのではと思うのですが。。。

手間だとは思いますが、、、最後の風速計を使った方法ならボール紙でダクトを作ればなんとかなると思うので、やってもらっても良いですか？ (^_^;)

（できるだけ、排気口にぴったり合う感じのダクトで。(^_^;) ）

Mac mini の排出口はコネクタなどの下にありますが、風量を測定するときは Mac mini を立てると測定しやすいと思います。（風量にも影響しないと思います。）

ちなみに、どんな感じの風速計ですか？　似た製品のウェブページでも。

たびたび、すいません。

https://www.amazon.co.jp/dp/B00O7CO8PU/

こんな感じの風速計ですかね？

計測部の大きさがこのくらいなら、計測部の大きさまでダクトで絞ってしまうより、7〜10cm 程度の大きさの方が良いかもしれません。

ただ、けっこう手間だと思いますし、するかどうかも含めておまかせします。

既に計測した方法のデータでも、十分参考になると思います。

> 風量の計測法はMac mini の細長い排気口に合わせて長方形から風速計の円形になだらかに形が変わる筒を作って...(略)

３Dプリンターはかなり時間がかかるみたいですね。

ボール紙は良くないですか？。短時間なので固定できなくても、ファンの回転数を設定してから、毎回 手でダクトを持って Mac mini に当てて押さえる感じで。

風速計はダクトに固定した方が良いかなと思います。マスキングテープか何かで。

あと、ダクトをマスキングテープとかで Mac mini に固定するという手もあるかなと思います。

> もう一つ、測ってみたいけど測れないのが排気熱の回りこみです。排気口を通過する空気は後ろ面の黒い金属部分を温めて...(略)

「後ろ面の黒い金属部分」って、USB ポート等の穴が空いているものですか？。あれってプラスチックではないですか？

または、ヒートパイプと一体の、黒い放熱器のことですか？

ni_ki さんの情報で筐体の裏面の後ろ側の温度が高いとのことだったので、黒い放熱器がアルミの筐体と少し接しているのかなとも思ってます。

接触していなくても近ければ多少 熱は伝わりますし、プラスチックも熱を伝えないわけではないので分かりませんが。

筐体に伝わる熱の経路(元)は、放熱器の他、電源モジュールからとか、筐体上面の裏側(内面)(基盤や HDD) あたりとかかと思いますが、熱を切り分けは難しいでしょうね。

簡単にできる方法は思いつきません。

もし会社などが自社製品の不具合を調べるなどで本気でやるなら、例えば、

• 放熱器から伝わる熱なら、放熱器付近の筐体を一部切り取って、そこを熱を伝えにくい材料に置き換える。

　（放熱器から伝わる熱がなくなるので、その差が、放熱器から伝わっていた熱。）

• または、放熱器に付いたヒートパイプを Mac mini の外部まで延長して、半田ごてのようなヒーターを付けて、Mac mini の電源は OFF のまま放熱器だけを通常使用時の温度まで加熱する。

　（他の熱は伝えず、放熱器のみの熱を伝える。）

• 電源モジュールから伝わる熱は、電源モジュールを形だけのダミーに置き換えて、電源は延長ケーブルなどで外部から供給する。

とかですかね。

ただ、切り分けたところで、前の投稿で計算した通り筐体からの放熱は全体で ３[W] とか数ワットかと思います。自然対流でも放熱する程度の熱だと、真空にでもしないと熱量を正確に測定することも難しいと思います。

あとは、筐体外面の温度分布を正確に測定して、熱流体シミュレーションソフトなどで実際の温度分布と合うような熱の経路の割合などを求めるとか？？？。