수랭, 공랭, 번들쿨러는 무슨 차이 일까?

[라맥스]

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CPU쿨러는 CPU에서 발생하는 열을 식혀주는 부품이다. 전도율 높은 금속과 쿨링팬으로 구성된 CPU쿨러는 보통 CPU를 구매할 때 포함되어 있다. 하지만 온도 상승 폭이 높은 오버클럭 CPU라면 기본 제공되는 번들 쿨러만으로는 부족하다. 터보 부스트까지 발동시키면 CPU의 열을 제어하기 어렵게 되고 클럭 또한 불안정해져 팬 속도가 빨라진다. 이것은 곧 소음증가로 연결된다. 

해결책은 간단하다. 소음에 적응(?)하거나 사제쿨러로 교체하는 것. 물론 전자보다는 후자가 더 현실적인 방법이다. 쿨러는 여느 PC부품보다 비교적 저렴한 편이라 부담이 적다. 2~3만 원대 공랭쿨러를 선택하더라도 번들 쿨러 대비 극적인 성능 향상을 노릴 수 있다.

조금 더 투자할 마음이 있다면, 수랭쿨러를 선택하는 경우도 있다. 수랭쿨러는 냉각수를 사용해 공랭쿨러보다 온도를 더 빠르게 식혀 준다. 백문이 불여일견! 실험을 통해 번들쿨러(공랭), 공랭쿨러, 수랭쿨러의 성능 차이를 알아보자. 

■ '번들 vs 공랭 vs 수랭' 선수입장!

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이번 테스트에 사용한 제품은 번들쿨러(제조사 제공 기본 공랭쿨러) 'AMD 레이스 스파이어', 공랭쿨러는 'JONSBO CR-601 RGB', 수랭쿨러 'PCCOOLER GI-AH240'다. 

① 번들쿨러 - AMD 레이스 스파이어

AMD 라이젠 2세대 피나클 릿지 기준으로 번들쿨러는 레이스 스텔스, 레이스 스파이어, 레이스 프리즘 3종으로 나뉜다. 쿨러 크기는 레이스 스텔스<레이스 스파이어<레이스 프리즘 순이다. 당연하지만 쿨러 크기가 커질수록 성능이 좋다.

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레이스 스텔스는 라이젠 5 2600을 기준으로 하위 라인업에 탑재되며 TDP 제한은 65W다. 레이스 프리즘은 라이젠 7 2700X에만 동봉되며 TDP 제한은 105W다. 마지막으로 레이스 스파이어는 라이젠 5 2600X, 라이젠 7 2700에 탑재된다. TDP 제한은 95W다. 

② 공랭쿨러 - JONSBO CR-601 RGB

15개의 고휘도 LED가 내장된 아름다운 공랭쿨러다. 쿨링팬 이외에 히트싱크 상단 커버에도 LED가 내장돼 화려하게 빛을 낸다. 일정 주기로 단색 점등 하거나 LED 소자 별로 색상을 전환하는 RGB 효과를 구현할 수 있다. 인텔 LGA115x, AMD 소켓 AM4 등 다양한 시스템을 지원하는 것도 특징.

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TDP 제한은 130W이다. 타워형 히트싱크 아래에 지름 6mm 히트파이프 4개가 프로세서와 직접 만나는 구조다. CPU의 발열이 히트싱크로 직접 전달되는 것. 120mm PWM 쿨링팬은 최저 800RPM에서 최대 1500RPM까지 동작한다. 가격은 2019년 4월 17일 기준 33,400원으로 저렴한 편.

③ 수랭쿨러 - PCCOOLER GI-AH240

가성비가 뛰어난 2열 수랭쿨러다. 27T/240mm 고효율 라디에이터(2열)에 인상적인 HALO FRGB 120mm 쿨링팬을 부착했다. 쿨링팬에는 Hydraulic 베어링을 내장해 소음에 비하면 풍량이 강한 편. PWM 방식으로 내부 시스템 온도에 따라 풍량을 조절할 수도 있다.

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RGB 효과는 동봉된 FRGB 컨트롤러와 싱크 케이블, 지그재그형 4 to 1 케이블로 변경할 수 있다. 또한 워터 펌프에도 초승달 모양 RGB LED가 달려있는데 쿨링팬의 LED와 연동되는 방식이다. 워터펌프 내부에는 세라믹 베어링이 탑재되어 있다고 하니 장시간 구동할 때나 고 RPM 환경에서도 안정적으로 작동할 수 있다. 펌프 속도는 2600±10%RPM.

수랭쿨러는 누수 등의 변수가 발생할 수 있는데 PCCOOLER GI-AH240는 생산물배상 책임보험에 가입 되어 있다. 덕분에 마음 놓고 사용할 수 있다. 가격은 2019년 4월 17일 기준으로 78,000원.

■ 테스트에 앞서...

이번 테스트는 논오버클럭 상태의 라이젠 7 2700 시스템에서 진행했다.

CPU	라이젠 7 2700
RAM	마이크론 Ballistix DDR4 16G PC4-21300 CL16 텍티컬 트레이서 RGB (8Gx2)
메인보드	ASRock X470 Taichi
VGA	라데온 RX 570 4GB
SSD	Sandisk Z400s 256GB
케이스	COX A5 유토피아 강화유리 스펙트럼 CORONA
파워서플라이	ABKO SUITMASTER Mighty 700W 80PLUS Standard 230V EU
운영체제	윈도우 10 64bit RS5

측정 대상은 CPU 온도, 쿨러 온도, 소음이다. CPU 온도는 하드웨어 모니터(최댓값 기재)로 확인했고 쿨러 온도는 적외선 온도계로 측정했다. CPU 풀로드를 걸 때 사용한 프로그램은 시네벤치 R20이다. 3회를 연속 실행 뒤 온도 최댓값을 표기했다. 또한 풀로드 후 5분이 경과한 뒤 CPU의 최소 온도를 측정했다. 이어 적외선 온도계를 사용해 전원부 및 쿨러 방열판의 온도를 측정했다. 

■ CPU 온도, 쿨러 온도 테스트

① 번들쿨러 - AMD 레이스 스파이어

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▲ AMD 레이스 스파이어가 장착된 모습

   

▲ 풀로드 시 전원부는 45.7℃, 쿨러 히트싱크는 41.6℃가 나왔다

   

▲ 풀로드 시 CPUID내 CPU온도는 70℃, 테스트 종료 후 5분 뒤에는 33℃였다

시네벤치 R20을 3회 구동해 풀로드를 발생시켰다. 이때 메인보드 후면 전원부 온도는 45.7℃로 측정됐으며, 쿨러 히트싱크는 41.6℃로 확인됐다. CPUID의 온도는 70℃, CPU 팬 속도는 2008RPM이다. 풀로드 테스트가 끝나고 5분 후 CPU 최소 온도도 33℃.

② 공랭쿨러 – JONSBO CR-601 RGB

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▲ JONSBO CR-601 RGB를 장착한 모습

   

▲ 풀로드 시 전원부는 43.1℃, 쿨러 히트싱크는 27.8℃가 나왔다

   

▲ 풀로드 시 CPUID내 CPU온도는 53℃, 테스트 종료 후 5분 뒤에는 29℃였다

이전 테스트와 마찬가지로 시네벤치 R20를 3회 구동해 시스템에 풀로드를 걸어보았다. 이때 메인보드 후면 전원부 온도는 43.1℃였으며 쿨러 히트싱크는 27.8℃로 측정됐다. CPUID의 온도는 53℃, CPU 팬 속도는 1202RPM. 풀로드 테스트가 끝난 5분 후의 CPU 온도는 최소치가 29℃임을 확인할 수 있다.

③ 수랭쿨러 – PCCOOLER GI-AH240

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▲ 테스트PC에 PCCOOLER GI-AH240를 장착한 모습

 

▲ 풀로드 시 전원부는 39.2℃, 쿨러 히트싱크는 25.5℃가 나왔다

   

▲ 풀로드 시 CPUID내 CPU온도는 47℃, 테스트 종료 후 5분 뒤에는 25℃였다

시네벤치 R20를 3회 구동으로 풀로드를 발생시켜보니 이때 메인보드 후면 전원부 온도는 39.2℃, 쿨러 히트싱크는 25.5℃로 측정됐다. CPUID로 보면 47℃였으며 CPU 팬 속도는 1050RPM. 풀로드 테스트 5분 후의 CPU 최소 온도를 제보니 최소치가 25℃로 측정됐다.

■ 결과는?

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풀로드 시 번들쿨러와 공랭쿨러는 CPUID 기준 17℃까지 온도차가 벌어졌다. 번들쿨러와 수랭쿨러는 무려 23℃. 공랭쿨러와 수랭쿨러도 6℃의 차이를 보였다.

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적외선 온도계 측정값을 알아보자. 풀로드 때의 CPU 온도는 예상대로 번들쿨러 > 공랭쿨러 > 수랭쿨러 순이었다. 각각 차이는 약 2~3℃. 풀로드 종료 후 5분 뒤 측정값은 번들쿨러가 공랭쿨러 온도보다 더 낮았다다. 이는 측정 위치나 쿨러의 열전도율 차이로 보이지만 이 실험에서 정확한 원인은 밝히기 어려웠다. 쿨러 자체의 온도는 마찬가지로 번들쿨러 > 공랭쿨러 > 수랭쿨러 순이다.

■ 소음은 어느정도?

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▲ 번들쿨러(좌)는 평균 43.7dB, 공랭쿨러(우)는 평균 30.0dB로 측정됐다

CPU 풀로드 시 소음 측정기 앱으로 쿨러 5cm 거리에서 측정한 결과 번들쿨러는 평균 43.7dB, 공랭쿨러는 평균 30.0dB로 측정됐다. 번들쿨러에 비해 공랭쿨러의 RPM이 낮다보니 어쩌면 당연한 결과다.

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▲ 수랭쿨러의 워터블럭(좌) 소음은 평균 16.5dB이며, 라디에이터에 쿨링팬의 소음은 평균36dB로 측정됐다

수랭쿨러의 워터블럭과 라디에이터 쿨링팬의 소음은 각각 16.5dB, 36dB로 측정됐다. 워터블록에서 측정된 소음은 시스템 주변음이라 생각해도 무방할 정도로 작다. 라디에이터 쿨링팬의 경우 2개의 팬으로 작동되지만 공랭쿨러 만큼의 정숙성을 보여주었다.

■ 결론

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세 쿨러의 성능을 확인해 봤다. 번들쿨러와 공랭쿨러의 온도차가 큰 편이었다. 소음도 마찬가지. 하지만 수랭쿨러의 막강한 성능에는 비교하기 힘들 정도. 풀로드 시에도 최대온도가 47℃로 측정될 정도니 오버클럭 환경이라면 수랭이 가장 적합하다고 볼 수 있다. 이렇게 큰 폭의 온도차이를 눈으로 확인해보니 CPU 쿨러를 'PC 주변기기'가 아니니 'PC 주요부품'으로 봐도 무방하다는 느낌이다.

■ CPU쿨러, 그것이 알고싶다!

Q1. 쿨러 설치할 때 방향이 따로 있나요?

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A. 쿨러는 흡기, 배기가 중요하다. 케이스 전면으로 외부의 차가운 공기를 빨아들여(흡기) 케이스 내부에서 발생한 더운 공기를 식힌 뒤, 케이스 후면 팬으로 내보낸다(배기). 즉 흡기와 배기에 따른 공기의 방향을 맞춰주는 것은 필수. 쿨링팬 방향을 흡기 - 흡기, 배기 - 배기로 구성해 주면 효율은 떨어질 수 밖에 없다.

Q2. 쿨러 소음이 거슬릴 때 해결방법

▲ 라이트컴 COMS [NA207] 쿨러 저항(팬속도 조절) 4P M/F

쿨러 소음이 거슬린다면 ‘저항’을 달아 간단하게 해결할 수 있다. 저항은 쿨러에 흐르는 전류를 감소시켜 팬 속도(RPM)를 줄여주는 역할이다. 당연히 소음이 작아진다. 물론 쿨링 성능은 약해지지만, 감안할 수 있다면 정숙한 시스템을 갖출 수 있다.

Q3. 쿨러가 방 안의 온도까지 좌우할까?

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과거 게임 커뮤니티에서 화제가 된 게시글이 있다. 수랭쿨러를 사용했는데 방 안의 온도가 감소한다는 이야기였고, 해당 게시글에는 엄청난 양의 댓글이 달렸다. 그러나 실험을 통해 명확한 결론을 내줄 사람이 없어 게시글은 과열되기 시작했고, 결국 당사자의 사과와 함께 끝을 맺게 됐다. 우선 결론만 놓고 말하자면, 쿨러가 방 안의 온도를 좌우할 수는 없다. 단 방 안의 온도 변화 속도에는 영향을 끼칠 수도 있다. 

CPU에서 발생하는 열이 동일하다고 가정했을 때, 공랭쿨러나 수랭쿨러는 열 배출 속도에 차이있다. 수랭쿨러의 열 배출 능력이 더 빠르므로, 모든 조건이 같다면 수랭쿨러를 사용했을 때 방 안의 온도가 조금 더 빠르게 올라갈 수도 있다. 하지만 어느 쿨러를 사용하던 결국 마지막에 도달하게 되는 방온도는 동일하다.

Q4. 수랭쿨러 설치, 어렵지 않나요?

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이번 게시글에 다뤘던 PCCOOLER GI-AH240과 같은 일체형 수랭쿨러를 사용한다면설치법은 그다지 어렵지 않다. 워터 펌프를 CPU 위에 장착시켜 주고, 쿨링팬이 장착된 라디에이터를 케이스 천장에 달아 주면 끝. 여기서 가장 중요한 것이 케이스인데 이번 테스트에 사용했던 COX A5 유토피아 강화유리 스펙트럼 CORONA의 경우 상단에 수랭쿨러를 설치하기 힘든 구조였다. 즉 케이스가 수랭쿨러 설치 난이도를  좌우할 수 있다는 것. 참고로 수랭쿨러를 설치하면 화려한 디자인의 메모리 방열판 등과 간섭이 생길 수 있다는 점은 유의하자.

기획, 편집/ 홍석표 hongdev@danawa.com

글, 사진/ 김도형 news@danawa.com

원문보기:
http://dpg.danawa.com/news/view?boardSeq=67&listSeq=3895907#csidx046f783912bb870899ff99646a3ca25