電源ユニットのコネクター

最終更新日 2021年10月06日

電源ユニットのコネクターとは

基礎

電源ユニットには、マザーボード等の各PCパーツに接続し電力供給するために使うコネクターがあります。どのコネクターがあるのかないのか、コネクターの数は、電源ユニットによって違います。

理想的な接続の仕方はない

コネクターの接続順、コネクターが余る場合はどのコネクターを使用するとよいのか、1本のケーブルではなく複数のケーブルを使用し分散させるとよいのか、以上について考慮不要です。厳密にはコネクターの接続の仕方によって電圧変動に差がありますが、接続の仕方の違いが正常に動作しなくなる等のトラブルにつながる可能性が極めて低いです。

電源ユニットのコネクターの種類

種類によって形状が異なる

コネクターに複数の種類があります。それぞれ形状が異なるので見分けるのが簡単です。一部の種類では形状が似ており注意が必要です。EPS 12Vコネクター(8ピン)とPCI Express用コネクター(8ピン)の形状が似ています。誤接続防止に形状が異なりますが、強引にやれば接続できます。誤接続し電源を入れると故障に限らず最悪発火する場合があります。

メインコネクター(24ピン、20+4ピン)

マザーボード用のコネクターです。当初は20ピンでしたが、マザーボードのPCI Express対応拡張スロットに接続して使用する拡張カードへの電力供給量を増やすため、24ピンに変更しました。拡張カードの中でビデオカードの消費電力の増加傾向がありましたので、電力供給量を増やす必要がありました。

マザーボード側が20ピンでも接続し使用できるように20ピンと4ピンに分離可能なので、20+4ピンと呼ぶ場合があります。マザーボード側に24ピンが普及し20ピンが廃れていますので、いずれは分離不可能な24ピンが登場するかもしれません。既に登場している可能性があり、もしあればマザーボード側が20ピンだと接続できません。

メインコネクター(20ピン)

マザーボード用のコネクターです。最近のマザーボードはメインコネクターが24ピンですが、20ピンのメインコネクターにも対応しています。電源ユニットのメインコネクターが20ピンでも、24ピンのメインコネクターがあるマザーボードに使えます。ただし、起動しないマザーボードがあります。起動するマザーボードでも拡張カード等の消費電力が高い場合は、電力不足で正常に動作しない可能性があります。

20ピンの中で配線がない1本がある場合、その1本は規格の変更で廃止された系統-5V出力用ですので問題ありません。24ピンでも配線がない1本があります。

ATX 12Vコネクター、CPU補助コネクター(4ピン)

消費電力が高いCPU用のコネクターです。CPUへの電力供給は系統の+5Vが行ってきましたが、Pentium 4(Athlon XP)から系統の+12Vへ変更になりました。高い電圧から生成する方が変換効率がよい、Pentium 4は消費電力が大きく低い電圧から電力を生成すると流れる電流が大きすぎる等の理由がありました。そこで規格のATX 12Vで追加されたのがATX 12Vコネクターです。

+12Vへの電力供給はメインコネクターが行ってきましたので、ATX 12Vコネクターなしでも対応できます。しかし、Pentium 4は消費電力が大きく大電流を必要とし、メインコネクターの+12V供給ラインでは動作の安定性に問題が出てきます。

ATX 12Vコネクター未使用だと起動すらしないマザーボードがありますが、未使用でも安定動作するマザーボードもあります。このようなマザーボードでは+5Vから生成しており、大電流が流れても問題がないように設計されています。

EPS 12Vコネクター、CPU補助コネクター(8ピン、4+4ピン)

消費電力が高いCPU用のコネクターです。当初はサーバーやワークステーションのために登場したコネクターであり、マルチCPUの使用や、メインメモリーへの電力供給に+12Vが推奨されたことによって、+12Vの供給電力を増やす必要があり、4ピンから8ピンへ増えました。パソコンではCPUの高性能化で消費電力が増え、ユーザーが簡単にオーバークロックをできるようになり、こちらでも+12Vの供給電力を増やす必要が生じ普及しました。

電源ユニットの規格EPS 12Vにて策定されたのでEPS 12Vコネクターと呼びますが、ATX 12Vコネクターと呼ぶ場合もあります。その場合はピン数で見分けますが、8ピンであればEPS 12Vコネクターであり、4ピンと4ピンに分離可能なので4+4ピンと呼ぶ場合もあります。

マザーボード側が4ピンなので片方を使用する場合、どちらを使用すればよいのかは製品によって違います。どちらでもよい製品もあれば、使用する方が決まっている製品もあります。

PCI Express用コネクター(6ピン)

PCI Express接続の拡張カード用ですが、実質ビデオカード用のためビデオカード補助電源コネクターと呼ぶ場合があります。ビデオカードに限らずPCI Express接続の拡張カード用という意味を込める場合、PCI Express補助電源コネクターと呼びます。消費電力が高い高性能ビデオカードが必要とするコネクターです。

最大電力が75Wですが、電源ユニット側6ピン→拡張カード側8ピンの変換ケーブルを使用すると最大電力が150Wになります。ケーブルの拡張カード側が6ピンだとセンスピンが1本あり、これが接地してあると拡張カードが最大電力75Wの6ピンに接続したと判断します。ケーブルの拡張カード側が8ピンだとセンスピンが2本あり、両者が接地してあると拡張カードが最大電力150Wの8ピンに接続したと判断します。変換ケーブルを接続すると拡張カードが最大電力150Wの8ピンに接続したと判断し、電源ユニットの6ピンに対し最大電力150Wを要求し、電源ユニットの6ピンが最大電力150Wになります。

PCI Express用コネクター(8ピン、6+2ピン)

6ピンが供給可能な最大電力は75Wですが、8ピンは150Wです。

6ピンと2ピンに分離可能なので、6+2ピンと呼ぶ場合もあります。

PCI Express用コネクター(16ピン、12+4ピン)

ATX 3.0で新規追加のコネクターです。12VHPWRと呼ぶ場合があります。12V High Powerの略です。12+4ピンと呼ぶ場合がありますが、12ピンと4ピンに分離可能ではなく、両者の役割が異なり一体で使用します。供給可能な最大電力が600Wです。

シリアルATA用コネクター(15ピン)

HDD、光学ドライブ用のコネクターです。3.3Vが3ピン、5Vが3ピン、12Vが3ピンあります。1ピンあたりの最大電流が1.5Aです。最大電力が3.3Vでは14.85W(3.3V×1.5A×3)、5Vでは22.5W(5V×1.5A×3)、12Vでは54W(12V×1.5A×3)です。

ペリフェラルコネクター(4ピン)

HDD、光学ドライブ用のコネクターです。汎用コネクターと呼ぶ場合もあります。昔は主流でしたが、今ではシリアルATA用コネクターが普及し廃れてきています。12Vが1ピン、5Vが1ピンあります。1ピンあたりの最大電流が11Aです。最大電力が12Vでは132W(12V×11A)、5Vでは55W(5V×11A)です。

FDD用コネクター(4ピン)

フロッピーディスクドライブ用のコネクターです。フロッピーディスクドライブが廃れ、FDD用コネクターも廃れています。

電源ユニットのコネクターの不足

変換ケーブルを使用する

搭載するコネクターの種類、各種類のコネクター数が、電源ユニットによって異なります。使用する各PCパーツによってはコネクターが不足する場合があります。変換ケーブルを使用すると解決できます。別の種類に変換するケーブル、同じ種類のコネクター数を増やす変換ケーブルがあります。

CPU補助コネクターの不足

マザーボード側にATX 12Vコネクター(4ピン)が1つ

電源ユニット側にATX 12Vコネクター(4ピン)がなく接続しない場合、パソコンが正常に起動しない場合があります。正常に起動はするが本来の性能を発揮しない場合もあります。正常に起動し本来の性能を発揮する場合もあります。CPUの消費電力によって異なります。

マザーボード側にEPS 12Vコネクター(8ピン)が1つ

電源ユニット側にEPS 12Vコネクター(8ピン)がなく接続しない場合、マザーボード側にATX 12Vコネクター(4ピン)が1つあり電源ユニット側になく接続しない場合と同様です。

電源ユニット側にATX 12Vコネクター(4ピン)があれば、マザーボード側のEPS 12Vコネクター(8ピン)に接続する方法があります。変換ケーブルを使用しなくても接続できます。コネクターのツメが上にある状態で見るとし、右側の4ピンに接続します。ATX 12Vコネクター(4ピン)で十分であれば、正常に起動し本来の性能を発揮します。

ATX 12Vコネクター(4ピン)が供給可能な最大電力を供給する状態が長時間続くと発熱が大きくなり、熱による劣化が進み故障率が高まる、寿命が縮む、以上のリスクがあります。ATX 12Vコネクター(4ピン)でも余裕があるほど消費電力が低いCPUであれば問題ありません。

動作が不安定になる等のトラブルが発生した場合、ATX 12VコネクターからEPS 12Vコネクターへ変換するアダプターを使用すると解決できる場合があります。それでも正常に動作しない可能性があります。

マザーボード側にEPS 12Vコネクター(8ピン)が2つ

電源ユニット側にEPS 12Vコネクター(8ピン)がなく接続しない場合、マザーボード側にEPS 12Vコネクター(8ピン)が1つあり電源ユニット側になく接続しない場合と同様です。

電源ユニット側にEPS 12Vコネクター(8ピン)が1つあり接続する場合、多くのCPUでは正常に起動し本来の性能を発揮します。これでも足りないほど消費電力が大きいCPUでは本来の性能を発揮しない場合があります。

マザーボード側にATX 12Vコネクター(4ピン)が1つ、EPS 12Vコネクター(8ピン)が1つ

電源ユニット側にEPS 12Vコネクター(8ピン)が1つあり接続する場合、多くのCPUでは正常に起動し本来の性能を発揮します。これでも足りないほど消費電力が大きいCPUでは本来の性能を発揮しない場合があります。

電源ユニット側にATX 12Vコネクター(4ピン)が1つあり接続する場合、これでも足りないほど消費電力が大きいCPUでは本来の性能を発揮しない場合があります。

ATX 12Vコネクター(4ピン)が供給可能な最大電力を供給する状態が長時間続くと発熱が大きくなり、熱による劣化が進み故障率が高まる、寿命が縮む、以上のリスクがあります。ATX 12Vコネクター(4ピン)が1つでも余裕があるほど消費電力が低いCPUであれば問題ありません。

PCI Express用コネクターの不足

PCI Express 用コネクターは、ビデオカードの補助電源として使用します。電源ユニットにあるPCI Express用コネクターの本数や種類は製品によって違い、ビデオカードが必要とするPCI Express用コネクターの本数や種類も製品によって違います。電源ユニットとビデオカードの組み合わせ次第ではPCI Express用コネクターが不足します。

動作しなさそうですが、ビデオカードが電力不足にならなければ不足しても正常に動作します。電力不足になるとパソコンが正常に起動すらしない場合もあれば、正常に起動はするがビデオカードが本来の性能を発揮しない場合もあります。どうなるのかは、実際に試してみないとわかりません。

ペリフェラルコネクター4ピン等、他のコネクターからPCI Express用コネクターへ変換するアダプターを使用する方法があります。従来と比べて電源ユニットではペリフェラルコネクター4ピンが減っています。それが使用できない場合、シリアルATA用コネクター15ピンからPCI Express用コネクターへ変換するアダプターを使用するとよいです。

変換アダプターを使用してもPCI Express用コネクターと同じように電力を供給できるとは限りません。電源ユニットの最大供給電力、変換に利用するコネクターの最大供給電力、他のPCパーツの消費電力等によっては、電力不足により正常動作しない場合があります。特に消費電力が大きいビデオカードでは正常動作しない可能性が高いです。

正常動作しても電源ユニット本来の使い方とは違いますので、後に何かトラブルが発生しても自己責任行為となります。PCI Express用コネクターが不足する場合、電源ユニットの交換が望ましいです。

コネクターの誤接続

EPS 12Vコネクター(8ピン)、PCI Express用コネクター(8ピン)

両者は見た目が似ていますが、誤接続しないように形状が若干違います。それでも無理矢理差し込めば接続できますが、ピンの配線が異なるコネクターなので故障に限らず最悪火災の恐れがあり危険です。

EPS 12Vコネクター(8ピン)をビデオカードに接続すると、電源ユニットもビデオカードも短絡(ショート)し故障する恐れがあります。PCI Express用コネクター(8ピン)をマザーボードに接続すると、電源ユニットもマザーボードも短絡(ショート)し故障する恐れがあります。


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