ゲーミングPCや最近ではコンシューマーゲーム機でも120Hz動作に対応しているので、ゲームするにあたって液晶ディスプレイも高リフレッシュレートのものを選択するメリットが出てきました。
PCは120Hzよりさらに上の設定もできるので、今回は360Hz(オーバークロックで390Hz)出せるAcer XV252QFbmiiprxを使用してリフレッシュレートの違いで液晶ディスプレイとPCの消費電力を見ていきます。
PC構成
液晶ディスプレイ
液晶ディスプレイの仕様の一部を抜粋します。
| Acer | XV252QFbmiiprx |
| パネルサイズ | 24.5型 ワイド |
| 液晶パネル方式 | IPS |
| 最大解像度 | フルHD（1920×1080） |
| 輝度 | 400cd/㎡（標準）、400cd/㎡（HDR 400モード、ピーク時） |
| リフレッシュレート | 360Hz （OC時 390Hz） |
| 消費電力 | 通常(※公式サイト測定)：40W／最大：60W スタンバイ/オフモード：0.50W/0.30W |
公式サイトの消費電力は通常40Wと記載がありますが、状態の記載がありません。
現在の24型クラスで通常が40Wだとかなり高い部類に入ると思います。
計測に使用するPC構成1
| CPU | AMD Ryzen 9 5950X |
| M/B | GIGABYTE B550 VISION D-P |
| MEMORY | TEAM TF13D48G3200HC16CBK DDR4-3200 CL16-18-18-38 1.35V |
| VGA | GIGABYTE GeForce RTX 3060 VISION OC 12G (rev. 2.0) |
| 電源 | SUPER FLOWER LEADEX III GOLD ARGB 750W |
| SSD | Seagate FireCuda 530 ZP500GM3A013 |
| OS | Windows10 Home 21H1 |
| その他 | TK-FDM109 GbLAN接続 DP接続フルHD(1920×1080) |
計測に使用するPC構成2
| CPU | AMD Ryzen 5 5600X |
| M/B | GIGABYTE B550I AORUS PRO AX |
| MEMORY | Crucial Ballistix BLS16G4D30AESC 3600MHz 16-18-18-38にOC |
| VGA | MSI GeForce GTX 1660 Ti GAMING X 6G |
| 電源 | Corsair SF600 Platinum |
| SSD | Samsung 980 1TB |
| OS | Windows10 Home 21H1 |
| その他 | logicool MK240 GbLAN接続 DP接続フルHD(1920×1080) |
リフレッシュレートを変更して測定する
60～390Hzまで設定を変更し、消費電力を計測します（PC構成1で計測）。
画面表示はWindows10標準壁紙の状態です。
輝度0～100、それぞれのリフレッシュレートの測定値は以下となります。
| 輝度 | 60Hz | 120Hz | 144Hz | 240Hz | 360Hz | 390Hz |
| 0 | 16.0W | 16.7W | 17.1W | 18.8W | 20.9W | 21.3W |
| 10 | 16.2W | 16.9W | 17.3W | 19.0W | 21.1W | 21.4W |
| 20 | 16.5W | 17.3W | 17.5W | 19.4W | 21.5W | 21.9W |
| 30 | 16.9W | 17.7W | 18.0W | 19.7W | 21.8W | 22.4W |
| 40 | 17.2W | 18.0W | 18.4W | 20.1W | 22.1W | 22.7W |
| 50 | 17.6W | 18.4W | 18.8W | 20.5W | 22.6W | 23.1W |
| 60 | 18.0W | 18.7W | 19.1W | 20.9W | 23.0W | 23.5W |
| 70 | 18.3W | 19.0W | 19.5W | 21.2W | 23.3W | 23.7W |
| 80 | 19.1W | 19.8W | 20.1W | 22.0W | 24.0W | 24.5W |
| 90 | 20.0W | 20.8W | 21.1W | 22.9W | 25.0W | 25.5W |
| 100 | 21.0W | 21.7W | 22.1W | 23.9W | 25.9W | 26.5W |
輝度0の60Hzと輝度100の390Hzでも約10Wの差しかありません。
また輝度100の390Hzでも26.5Wです。Acer公式の標準値、40Wよりだいぶ低い値となりました。
輝度0を基準値とした場合、リフレッシュレートだけ変更した消費電力加算値は以下となります。
他の輝度もリフレッシュレートだけ変更した場合は以下の加算値とほぼ同じになります。
| 輝度 | 60Hz | 120Hz | 144Hz | 240Hz | 360Hz | 390Hz |
| 0 | 0W | +0.7W | +1.1W | +2.8W | +4.9W | +5.3W |
60Hzから360Hzしても5W程度の上昇で、高リフレッシュレートになっても影響はあまりありません。
PC消費電力
アイドル時の消費電力
前項「リフレッシュレートを変更して測定する」のテスト時のPCの消費電力です。
| 輝度 | 60Hz | 120Hz | 144Hz | 240Hz | 360Hz | 390Hz |
| PC構成1 | 65.1W | 65.8W | 65.2W | 65.2W | 68.7W | 68.9W |
| PC構成2 | 51.0W | 51.5W | 51.6W | 51.7W | 53.9W | 72.8W |
60～240Hzまではほぼ変わりません。
PC構成1（GeForce RTX 3060）では360Hzと390Hzで若干上昇します。
PC構成2（GeForce GTX 1660 Ti）では360Hzで若干上昇、390Hzで大幅上昇しました。
390HzではGPUクロックが大幅に上がり、そのままのクロックをキープしていることが原因です。
その影響で一気に20W程消費電力が上がりました。
GPUによって390Hzの挙動が大きく変わったので、アイドル時に余計な負荷をかけたなくないのであれば、高リフレッシュレートにする際には60Hz時とGPUのコアクロックとメモリクロックを比較するといいと思います。
負荷時の消費電力
PC構成1（GeForce RTX 3060）でRainbow Six Siege（グラフィック設定／最高）の
fps制限をして計測してみました。
| fps制限 | 60fps | 120fps | 144fps | 240fps | 360fps | 390fps | 無制限 |
| PC最高値消費電力 | 227W | 256W | 284W | 337W | 373W | 377W | 381W |
| 平均FPS | 60fps | 120fps | 144fps | 239fps | 350fps | 370fps | 388fps |
| 結果 | result | result | result | result | result | result | result |
Rainbow Six Siegeは2015年発売のソフトなので最新世代のグラフィックカードを使用するとかなりfpsが高く出ます。
GeForce RTX 3060でも360fpsあたりのスコアを出すことができます。
そこにリフレッシュレート制限をかけると、無制限より（特に240fps以下は）消費電力は低くなります。
高リフレッシュレートの液晶ディスプレイの中で割合が多い144fpsの設定では無制限から-100Wとかなり低くなっていますので、発熱も大人しくなり熱暴走のリスクも下がります。
PCのスペックに余裕がある場合、リフレッシュレート制限があるゲームでは液晶ディスプレイの性能によって制限をかけるとPCの消費電力／発熱を抑えることができる可能性があります。
Rainbow Six Siegeベンチマーク中の液晶ディスプレイ消費電力
Rainbow Six Siegeのベンチマーク中に輝度80/390Hz時の液晶ディスプレイの消費電力も測りましたが、消費電力の最小値と最大値の差が約3Wでした。
液晶ディスプレイを全画面白と全画面黒では消費電力に差がでるので他の色も同様です。その色変化によって消費電力も差が生まれますが、R6Sベンチマーク中では大きく変わることはありませんでした。
まとめ
今回使用した24.5型液晶ディスプレイのAcer XV252QFbmiiprxでは高リフレッシュレート設定でも60Hzから大きな消費電力の差は気にするほどないという結果です。
検証した中での最大値が26.5Wだったので、高リフレッシュレートの液晶ディスプレイと合わせて使用するPCと比べれば比率としてはかなり大人しいものです。
影響が大きいのはPC側の方で、解像度がフルHDからWQHD、そして4KになるほどGPU負荷が高くなるように、高リフレッシュレートの液晶ディスプレイはそれに対応する設定を行えばGPUの負荷が上がります。
ゲーム中にはそれが顕著に現れますが、アイドル時でも大幅に上がることがありました。
ゲーム以外にオフィス作業を兼用するPCでは、アイドル時にGPU負荷が無駄に上がることは避けた方が良いので、nVidiaやAMDのツールでGPUクロック／メモリクロックが上がっていないか確認すると良いでしょう。
多くの作業を与えれば負荷が上がるのは当然で、良いバランスの設定をオートでしてくれる機能があれば便利が欲しくなります。
iPhoneのProMotionディスプレイのように静止画の場合はリフレッシュレートを10Hzに落とすというのがあると良いのですが、PCのハードウェアはタッチパネルではないのでリフレッシュレートを上げるトリガーが”タッチした”という条件がなく流用はできなそうです。
バッテリー制限があるスマートフォンと違い、単体の液晶ディスプレイでは省電力技術がなくても特に困ることはないので価格高騰に繋がるようなことはしないでしょう。
今後もし液晶ディスプレイも発熱が問題になることが出てくれば省電力にするためにスポットが当てらると思いますが、直近ではなさそうです。
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