43デジカメ*ラボ: MacBook Air(Mid2013)のサーマルパッド改造

流行りのサーマルパッド改造をMacBook Air Mid 2013にも施してみました。

用意したもの

Thermalright シリコンサーマルパッド（1.5mm）| Amazon

主な仕様

密度(g/cc)：3.1 ± 0.2
硬度(Sc)：30〜55
熱伝導性：12.8 W/mk
サイズ：12cm x 12 cm
ブレークダウン電圧：9.8KV(1mm)

サーマルパッドとは

シリコンサーマルパッド(Silicone Thermal Pad)は、ICチップセットなどの熱源に貼り付けた後に、放熱板などを圧着させて放熱するための素材です。銅やアルミニウムと比べて熱をほとんど通さないが、密着性がいいので熱伝導性市場で一番よく使われる素材の１つとのこと。

短所としては、製品によってはシリコン特有のオイルが大量に染み出る「オイルブリードアウト」問題があり、Thermalright 製はその対策として導入している人が多い。

昨年からファンレス構造のM1 MacBook Airにサーマルパッドを付けると、MacBook Pro並に性能アップすると話題です。薄型のMacBook Airの裏蓋にサーマルパッドを圧着して筐体全体から放熱させる仕組みですが、裏蓋を開けるとAppleの保証対象外となるため、すでに保証のないMacBook Air Mid 2013で試してみようとなりました。

熱源探し

早速、Macの裏蓋を外して手で触って調べてみたところ、以下の赤枠部分（CPUヒートシンクとSSDチップ）がとても熱いことが分かりました。

※SSDは3年前に「爆速タイプ」に換装済

サーマルパッド貼り付け

CPUヒートシンク（上側）	3mm（1.5mm x2枚重ね）
SSDチップ（下側）	1.5mm

※CPUとヒートシンクの間は、引き続き従来型のCPUグリスを使用しました。

CPUのヒートシンク部分は 1.5mmだと裏蓋に届かず
2枚重ねで3mm厚にしました

改造後のCPU温度（アイドル時）

$	sudo powermetrics \| grep -e "CPU die temperature"

※Apple M1, M2では実行不可

CPU die temperature: 57.97 C
CPU die temperature: 57.18 C
CPU die temperature: 56.98 C
CPU die temperature: 56.15 C
CPU die temperature: 55.72 C
CPU die temperature: 59.01 C
CPU die temperature: 57.79 C
CPU die temperature: 57.15 C
CPU die temperature: 56.32 C
CPU die temperature: 55.65 C

なんとSSD用ヒートシンクを装着した時と互角です。

Geekbench 5

Geelbecn 5のベンチマーク結果と比較してみました。世界最速は以下の通り。我が家のMBAは、Single-Core Scoreの結果に変化があった。MacBook Air (13-inch Early 2015)並の性能になったということでしょうか。

世界最速

Single-Core Score：713
Multi-Core Score：1395
URL

我が家のMBA

Single-Core Score：782
Multi-Core Score：1390
Geekbench 5.4.5 Tryout for macOS x86 (64-bit)

(；・∀・)お〜

1週間後

無事、1週間を完走。部屋の温度が上がるとMac本体が熱くなるのをタイピング時に感じるようになった。部屋のエアコンを付けるとすぐに筐体が冷えていきます。CPU温度の監視用に「Hot@GitHub」を導入しました。作者はスイスのJDガディナさん。(Big Sur: 動作OK, Monterey: 不具合修正中, Ventura: 動作OK）

要するに常にMac本体を冷やすことができればパフォーマンスを向上できる気がしてきたので、PCスタンドに自作PCで使っていた薄型の静音ファンを設置してみることにした。設置する際の注意点としてはファンの風向きは下向き。ゴムなどを挟んでPCスタンドとファン、ファンとMacの間は少し浮かす。Macのトラックパッド側とPCスタンドの間にもゴムを置いて風の通りを良くすると、アイドル時は45℃で安定して動作するようになった。

この状態のベンチマークのスコアは以下の通り。なんとMacBook Air (Late 2018)並の性能になってしまった。

Single-Core Score：796
Multi-Core Score：1453
Geekbench 5.4.5 Tryout for macOS x86 (64-bit)

さらに進化

興味本位で以前購入したSSD用ヒートシンクをMacBook Airの裏蓋に貼り付けてみた。位置はSSDの真上です。Mac本体とヒートシンクの接着は、極薄の両面テープを使いました。たったこれだけで、外部ファンを動作させた時と同等の45℃になった。そして、ヒートシンク＋外部ファンを動作させた時のスコアは以下の通り。

Single-Core Score：802
Multi-Core Score：1505
Geekbench 5.4.5 Tryout for macOS x86 (64-bit)

おお〜！✨

今回は外部ファンの風向きをMac本体側にした方がスコアが伸びた。Firefox ESRによるブラウジングがキビキビと動作するようになり、パフォーマンスの向上を体感できるようになりました。

MacBook Air(Mid2013)のサーマルパッド改造