PSU（ピーエスユー）

2025年10月15日

PSU（ピーエスユー）

英語表記: PSU (Power Supply Unit)

概要

PSU（Power Supply Unit）は、コンピュータの「電源装置」として、外部から供給される交流（AC）電力を、内部の各種電子部品が利用できる安定した直流（DC）電力に変換し、供給する装置です。これは、コンピュータの構成要素の中でも、特に「電源とクロック」という生命線に関わる重要な役割を担っています。PSUがなければ、マザーボードやCPU、ストレージといったすべての構成要素は動作することができません。

詳細解説

PSUは、単に電気を供給するだけでなく、コンピュータの安定稼働を保証する心臓部であると理解していただくのが一番わかりやすいでしょう。

目的と動作原理

私たちが家庭やオフィスで利用する壁のコンセントからは、通常、交流（AC）の電力が供給されています。しかし、CPUやメモリ、グラフィックスカードといったデジタル回路は、直流（DC）の低電圧（例：+12V, +5V, +3.3Vなど）で動作します。PSUの主要な役割は、このACからDCへの変換（AC/DC変換）を効率的に行うことです。

この変換プロセスは、コンピュータの構成要素全体に電力を送る「電源装置」の機能そのものです。もし供給される電力が不安定だったり、電圧が変動したりすると、繊細な電子部品は誤作動を起こしたり、最悪の場合、物理的に損傷してしまう可能性があります。そのため、PSUはただ変換するだけでなく、ノイズを除去し、常に一定の電圧と電流を保つ「安定化」の機能も果たしています。

主要コンポーネント

PSUはいくつかの重要なコンポーネントで構成されています。

入力部（フィルタリング）: 外部からのAC電源を受け取り、サージ（急激な過電圧）やノイズを取り除くためのフィルタリングを行います。
整流回路: AC（交流）を脈流（まだ波打っている直流）に変換します。
平滑回路（コンデンサ）: 整流された脈流を滑らかにし、より安定した直流に近づけます。このコンデンサの品質が、電源の安定性に大きく影響します。
スイッチング回路（トランス）: 変換効率を高めるために、高周波でON/OFFを繰り返すスイッチングを行いながら、必要な電圧レベルに変換します。これが現代のPSUの主流であるスイッチング電源の核となる部分です。
出力部: 最終的に安定した直流電力（+12V, +5V, +3.3Vなど）を生成し、PC内部の各デバイスに接続するためのコネクタを通じて供給します。

分類パスにおける重要性

PSUが属する「コンピュータの構成要素 → 電源とクロック → 電源装置」という分類パスは、その機能の根本的な重要性を示しています。「電源」がなければ、他のすべての構成要素（CPU、ストレージ、入出力デバイス）はただの箱にすぎません。また、PSUの信頼性は、システム全体の安定稼働（クロックの安定性にも間接的に影響します）を左右するため、この分類において非常に重きを置かれているのです。高性能なCPUやGPUを導入する際には、その部品に見合った十分な容量と高い変換効率を持つPSUを選ぶことが、システムの性能を引き出すための絶対条件となります。

具体例・活用シーン

PSUの役割を理解するために、少し親しみやすい例を挙げてみましょう。

栄養士としてのPSU

PSUは、高性能なコンピュータという「アスリート」を支える「専門の栄養士」だと考えると非常にわかりやすいです。

一般家庭の電力（AC）: これは、スーパーに並んでいる生鮮食品や原材料のようなものです。そのままではアスリート（CPUやGPU）がすぐに利用できるエネルギー源ではありません。
PSU（栄養士）: PSUは、この原材料（AC電力）を、アスリートが消化吸収しやすい、最適な形態（DC電力、特定の電圧）に調理し、正確なタイミングで供給します。
エネルギー不足や質の悪い栄養: もし栄養士（PSU）が不十分な仕事（容量不足や不安定な電力供給）をすると、アスリートはパフォーマンスを発揮できず、体調を崩してしまいます（フリーズ、再起動、部品の故障）。

このように、PSUは単なる電力供給役ではなく、各部品の要求に応じて必要な電圧を、ノイズなく、安定して供給する「管理」の役割を担っているのです。

実際の活用シーン

自作PCの構築: ゲーミングPCなど高性能なシステムを組む際、CPUや特に消費電力の高いグラフィックスカード（GPU）の最大消費電力を計算し、それに見合ったワット数（W）を持つPSUを選定します。通常、推奨される消費電力よりも20%～30%程度余裕を持たせたPSUを選ぶことが推奨されます。
効率規格の確認: 環境負荷の低減や発熱の抑制のため、「80 PLUS」認証の有無を確認します。これは、PSUがどれだけ効率よくAC電力をDC電力に変換できるかを示す基準であり、GoldやPlatinumといった高いランクの製品を選ぶことが、長期的な電力コスト削減につながります。

資格試験向けチェックポイント

ITパスポート試験や基本情報技術者試験、応用情報技術者試験において、PSU（電源装置）はコンピュータハードウェアの基礎知識として頻繁に出題されます。特に「コンピュータの構成要素 → 電源とクロック → 電源装置」の文脈で押さえるべきポイントは以下の通りです。

AC/DC変換の理解:
- 出題パターン: 家庭用電源（交流）とコンピュータ内部の部品が使用する電源（直流）の違い、およびPSUがその変換を行う役割を問う問題が出ます。
- 対策: 「ACからDCへ」という基本原則と、安定した低電圧を供給する目的を理解しておきましょう。
電力効率と80 PLUS認証:
- 出題パターン: PSUの電力変換効率を示す「80 PLUS」認証（Standard, Bronze, Silver, Gold, Platinum, Titanium）に関する知識を問う問題が出ることがあります。効率が高いほど、熱の発生が少なく、省電力性に優れます。
- 対策: 80 PLUSは、負荷率20%、50%、100%のいずれにおいても変換効率が80%以上であることを保証する規格である、という定義を覚えておきましょう。特に応用情報技術者試験では、環境対策やコスト効率の観点から出題される可能性があります。
電源容量（ワット数）の選定:
- 出題パターン: PC全体の消費電力に対して、適切なPSU容量を選ぶことの重要性や、容量不足が引き起こす影響（システム不安定化、再起動）を問う問題。
- 対策: PSUはシステム全体の安定性を担うため、他の構成要素（CPU, GPUなど）の消費電力の合計に余裕を持たせる必要があることを理解しておきましょう。
電源のフォームファクタ:
- 出題パターン: PCケースやマザーボードの規格に対応したPSUの形状規格（ATX電源など）に関する基本的な知識を問う場合があります。
- 対策: 「電源装置」は物理的な形状（フォームファクタ）が重要であり、ATXが標準的なデスクトップPCの規格であることを知っておくと役立ちます。