概要

• MacThrottle 開発のきっかけと背景
• Apple Silicon Macでの サーマルスロットリング 問題
• サーマル状態の プログラム的取得方法 の模索
• macOS内部APIや通知システムの 技術的調査
• SwiftUI によるメニューバーアプリ実装の流れ

MacThrottle開発ストーリー

• M2 MacBook Air 使用時、外部4K 120Hzディスプレイ接続で動作遅延や反応鈍化を体感
  • ファンレス設計 のためサーマルスロットリング発生時も音で気付けない
  • iStat Menus や MX Power Gadget でCPU使用率100%・消費電力低下を確認
• 14インチ M4 Max MacBook Pro でもサーマルスロットリング発生
  • 14インチ筐体の 熱容量不足 による制約
  • 過去のM1 Proモデルではファン音すら聞こえず
• Apple Silicon の性能・省電力性は依然高評価

サーマルスロットリング検出方法の探求

• ProcessInfo.thermalState （Foundation API）利用でサーマル状態取得可能
  • 例: swift -e 'import Foundation; print(["nominal", "fair", "serious", "critical"][ProcessInfo.processInfo.thermalState.rawValue])'
  • しかし powermetrics （root権限必要）と状態の粒度が異なり、情報の一致性に課題
• ProcessInfo.thermalState と powermetrics の状態対応表（実測例）
  • nominal → nominal
  • fair → moderate/heavy
  • serious, critical → trapping, sleeping（未到達のため未確認）
• 実際には powermetrics のmoderateでMac本体が発熱、heavyでスロットリング開始
  • ProcessInfoでは両方ともfairに分類され 実用性に乏しい

macOS内部通知システムの利用

• thermald がサーマル状態を notifyd （Darwin通知システム）へ通知
  • notifyutil -g com.apple.system.thermalpressurelevelで現在のサーマルレベル取得可能
  • レベル定義はOSThermalNotification.hに記載
    • nominal, moderate, heavy, trapping, sleeping
• Swift で通知システムからサーマル状態を取得するサンプルコード
  • サードパーティ製ツールやroot不要で 安全かつ簡便

MacThrottleアプリの実装

• SwiftUI でメニューバー用アプリを作成
  • MenuBarExtra シーン利用でメニューバー表示
  • アイコンは温度計デザイン、状態に応じて色変化（緑→赤）
  • Dockアイコン非表示設定は Info.plist のLSUIElementをtrueに
• 初期実装は powermetrics 利用のためroot権限補助スクリプトを用意
  • launchdデーモンとしてbashスクリプト常駐・状態をファイル出力
  • アプリはこのファイルを定期的に読み込み
• thermald通知 利用に移行後はroot不要、アプリ単体で動作

温度・ファン情報表示の工夫

• 温度・ファン回転数グラフ表示も実装
  • IOKit の非公開APIでは取得温度が低すぎる問題
  • Stats （iStat Menusオープンソース代替）を参考に SMC 経由の取得に切替
  • SMCはSoCごとにキーが異なり、安定性や互換性に注意
    • 例: M1, M2, M3で異なるキー配列

技術的考察とまとめ

• macOS でのサーマル情報取得はAPIごとに粒度や仕様が異なる
• notifyd通知 経由での取得が現状最も実用的かつ安全
• SwiftUI とmacOS標準機能活用でシンプルなユーティリティ開発が可能
• Apple Silicon の熱管理は依然として開発・運用上の重要課題