CPU 쿨러의 기능과 종류

안녕하세요. 매일 IT, 밀릿입니다. 지난 게시글에서는 메인보드의 중요성에 대해서 살펴보았습니다. 10여 년 전에 처음 PC를 조립할 때는 아무리 비싼 가격을 지불하고 고급 데스크톱 PC를 맞춘다고 하더라도 내부에 들어가는 부품들의 부피가 크지 않았기 때문에 무게도 가볍고 내부에 유휴 공간이 꽤 많았습니다. 부품들의 발열이 없었던 것은 아니지만 본체 내부에 공기가 순환할 수 있을만한 충분한 공간이 있었기 때문에 PC에 달린 냉각 기능 장치라고는 후면에 달린 하나의 팬 정도밖에는 없었고, 저사양 데스크톱 PC의 경우 이마저도 없애고 무소음 컴퓨터라는 이름으로 판매되기도 했습니다.

그러나 지금 출시되는 컴퓨터 부품들은 그렇지 않습니다. 고사양, 고용량 데이터 연산 작업을 빠른 시간 안에 수행하면서 전력 소비가 집중되고, 부품들에서 발생하는 열의 수준은 과거에는 '이러다 터지는 것 아니야?'라고 생각했을 만큼 엄청난 정도로 올라갔습니다. 당연히 부품들의 부피가 커지면서 아무리 데스크톱 본체 케이스의 크기가 커졌다고 해도 내부의 유휴공간은 줄어들었고 단일 냉각 팬만으로는 PC 본체 내부에서 발생하는 열기를 전부 제어하기란 불가능해졌습니다. 특히 CPU, 그래픽카드의 경우 단일 부품에서 엄청난 열이 발생하기 때문에 본체 내부 열기 제어와는 별개로 각각 부품을 위한 전용 냉각팬이 설치되어야만 부품의 수명을 갉아먹지 않는 사용이 가능한 상태에 이르렀습니다. 최근에 출시되는 그래픽카드는 주로 냉각 팬이 제품에 일체형으로 출시되는 경우가 대부분이지만, CPU는 냉각기를 자체적으로 탑재하지 않아 구매자가 별도로 쿨러를 설치해주어야 합니다. 이번 시간에는 이 CPU 쿨러에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

 

앞서 말했던 것처럼 냉각장치 자체는 예전부터 PC 본체에 적어도 하나씩 장착되어 있었습니다. 그 이유로 전자기기가 전력을 사용하면 회로를 따라 이동하며 저항을 받게 되고 열 에너지로 상당히 많은 비율이 전환되기 때문입니다. 그래서 예전에 이러한 열 관리가 제대로 되지 않는 제품들이 과열되면 갑자기 전원이 차단되는 경우가 발생했는데, 이는 제품이 과열될 경우 부품 자체가 망가져 소생 불가능한 상황이 되는 경우를 방지하기 위해 설계 단계에서 적용된 셧다운 기능이었습니다. (출처: 나무 위키) 물론 이러한 기능은 지금도 존재하지만 우리가 체감하기 어려운 이유는 셧다운이 적용될 정도로 부품이 과열되기 전에 적절한 쿨링 시스템이 작동하기 때문입니다. 특히 CPU 전용으로 판매되는 쿨러는 '쿨러', 'CPU 쿨러', '시스템 쿨러' 등의 이름으로 불리며 전체적인 PC의 성능과 사용자 경험 측면에 있어서 중요한 역할을 맡고 있습니다.

 

CPU 쿨러에 대해서는 많은 IT 유튜버들이 게이밍 PC를 조립하며 언급하면서 대중적인 인지도가 올라갔습니다. 화려한 LED, 작동 퍼포먼스가 탑재된 게이밍 PC를 원하는 게이머들은 많은 비용을 들여 LED 디스플레이가 달려있거나 커스텀 수냉이라는 이름의 쿨링 시스템을 장착하는 경우도 있습니다. 그러나 기본적으로 쿨링 시스템은 '공랭'방식과 '수랭'방식 두 가지로 구성되어 있습니다. 각각의 방식이 어떻게 작동하는지 지금부터 알아보도록 하겠습니다.

공랭 방식은 팬의 회전을 통해 공기를 순환시킴으로써 CPU 장치를 냉각시키는 방식입니다. 팬이 전원을 공급받아 회전하게 되면 CPU에 집중된 열기가 팬이 일으키는 바람을 타고 바깥으로 빠져나가게 되며, 빠져나간 열기는 본체 케이스 내부의 유휴 공간에서 순환하며 전체적인 온도의 하락 작용이 일어나며 최종적으로 열기 배출구를 통해 바깥으로 배출됩니다. 하지만 공기의 순환을 이용하는 공랭 방식의 냉각 성능은 혁신적으로 뛰어날 수 없는 구조적 문제를 가지고 있습니다. 최대한 CPU 냉각에 집중하기 위해 CPU 쿨러는 메인보드의 CPU 장착부를 덮는 형태로 부착되며, 냉각 성능을 키우기 위해 두꺼운 팬을 사용해 전체적인 쿨러의 부피가 커지기도 합니다. 하지만 쿨러의 부피가 커지면 필연적으로 팬이 작동하면서 발생하는 소음의 정도도 증가하기 때문에 고사양 작업을 지속적으로 해야 하는 사용자라면 공랭 방식을 고집하는 것은 좋은 선택이 아닐 수도 있습니다.

수랭 방식은 자동차와 마찬가지로 냉각수를 이용해 CPU 장치에서 발생하는 열을 냉각시키는 방식입니다. 일반적으로 열 전도율이 바람에 비해 뛰어나기 때문에 그 성능에 있어서도 공랭식 쿨러에 비해 월등한 수준을 보여줍니다. 이렇게 기능적인 측면에서 공랭 방식을 상회하는 효과를 자랑하지만 모든 사용자들이 수랭 방식을 사용하지는 않습니다. 여기에는 몇 가지 수랭 방식이 갖는 문제점과 한계점이 있기 때문입니다. 먼저 수랭 방식은 냉각수를 좁고 부품이 밀집된 데스크톱 PC 본체 내부에서 사용하는 방식이기 때문에 냉각수가 여러 요인에 의해 누출되기라도 한다면 치명적인 장비의 손상을 가져올 수밖에 없습니다. 물론 설계된 대로 외부 충격 없이 사용할 경우 이러한 위험에 대한 걱정을 매번 할 필요는 없겠지만, 부품의 노후화라나 미세한 파손 등의 가능성을 전부 배제할 수 없기 때문에 수랭 방식을 적용하는 것은 일정 수준의 위험부담을 감수하는 선택입니다.

 

또한 공랭 쿨러와 달리 수랭 쿨러는 공기의 순환에 관여하지 않기 때문에 공랭 방식이 부수적으로 본체 내부의 공기 흐름을 발생시켜 전체적인 열 배출에 기여하는 것과 달리 냉각 기능이 오로지 CPU 장치에만 집중됩니다. 그러므로 본체 내부의 열기를 배출하기 위해 공랭 방식보다 조금 더 높은 성능의 쿨링 시스템을 탑재해야 하는 비효율성을 가집니다. 그럼에도 기본 목적인 단일 부품의 냉각 기능만큼은 공랭 방식보다 월등하기 때문에 자신의 필요에 따라 선택하는 것이 필요합니다. 최근에는 누수 관련 제조사 보증기간이 최소 3년 정도 보장되어 수랭 방식 쿨러의 사용 부담이 조금 더 감소했다고 합니다. (출처: 나무 위키)

 

이번 시간에는 쿨링 시스템, 그중에서도 CPU 쿨러의 기본적인 종류와 기능, 그리고 차이점에 대해 간략히 살펴보았습니다. 적절한 쿨러를 선택해서 전체적인 PC의 성능과 수명을 향상하는 것이 중요할 것 같습니다.