Computer CPU Coolers

[summary]PC CPU 쿨러가 무엇이며 어떤 역할을 하는지 알아보세요.[\/summary]

최신 CPU는 최대 130W에 달하는 많은 전력을 소비합니다. 이 전력은 결국 열로 배출됩니다. 결과적으로 최신 시스템은 케이스 내부에서 50W~130W짜리 백열전구가 계속 켜져 있는 것과 다름없습니다. 이 비유는 문제를 다소 축소한 것인데, 백열전구는 비교적 넓은 표면적을 통해 열을 방출하지만, 프로세서는 같은 양의 열을 프로세서 다이(Die)의 매우 좁은 표면적(일반적으로 약 0.25 제곱인치)에서 방출해야 하기 때문입니다. 이 열을 식혀줄 효과적인 방열기가 없다면 프로세서는 말 그대로 순식간에 타버릴 수 있습니다.

거의 모든 시스템은 거대한 금속 방열기를 프로세서 다이(또는 통합 히트 스프레더)에 밀착시키고, 작은 냉각 팬을 사용하여 방열기 핀 사이로 공기를 흡입하거나 불어내는 방식으로 이 열 문제를 해결합니다. 이 장치를 '방열기/팬(HSF)' 또는 'CPU 쿨러'라고 부릅니다. 프로세서의 전력 소비량이 계속 증가함에 따라 방열기의 크기와 무게도 커졌습니다. 오늘날 소매용 프로세서 패키지에 포함된 기본 쿨러조차도 상당히 크고 무거운 경우가 많습니다. 예를 들어, 그림 5-6은 Intel Pentium 4 기본 CPU 쿨러(왼쪽)와 Thermalright XP-120 애프터마켓 CPU 쿨러(오른쪽)를 보여주며, 비교를 위해 AA 배터리 두 개를 함께 배치했습니다.

그림 5-6: Intel 기본 CPU 쿨러(왼쪽)와 Thermalright XP-120 CPU 쿨러. 비교를 위해 AA 배터리를 함께 배치함

CPU 쿨러의 열 파이프

Thermalright XP-120 쿨러에서 파이프처럼 보이는 것은 실제로 파이프입니다. 더 정확히 말하면 열 파이프(전열관)입니다. 이 모델을 포함한 일부 고급형 CPU 쿨러는 냉각 효율을 높이기 위해 열 파이프를 사용합니다. 열 파이프는 냉장고와 매우 유사한 원리로 작동합니다. 프로세서에서 발생하는 열이 액체를 증발시킵니다. 생성된 기체는 대류 현상에 의해 쿨러 상단의 방열기 섹션으로 올라가고, 그곳에서 응결되면서 방열기로 열을 전달합니다.

기본 쿨러와 달리, 이 Thermalright 모델을 포함한 일부 애프터마켓 쿨러에는 팬이 포함되어 있지 않습니다. 이는 이러한 쿨러가 주로 성능과 저소음을 중요시하는 PC 애호가들에 의해 사용되며, 이들은 특정 풍량과 소음 특성을 가진 팬을 직접 선택하는 것을 선호하기 때문입니다. 이 Thermalright 쿨러는 대형(120mm) 팬을 사용할 수 있는데, 크기가 커서 비교적 천천히(조용하게) 회전하면서도 프로세서를 효과적으로 식히기에 충분한 풍량을 제공합니다. 실제로 XP-120과 같은 일부 고성능 애프터마켓 쿨러는 표면적이 넓고 효율이 높아 가장 빠르고 뜨거운 프로세서를 제외한 모든 프로세서를 CPU 팬 없이도 냉각할 수 있습니다. 케이스 팬에서 나오는 공기 흐름만으로도 쿨러의 열을 제거하기에 충분하기 때문입니다.

장착된다고 해서 다가 아닙니다

방열기가 프로세서에 장착된다고 해서 해당 프로세서를 식히기에 충분하다고 가정하지 마세요. 더 빠른 프로세서들은 물리적으로는 느린 모델과 동일하지만 더 많은 열을 발생시킵니다. 방열기는 프로세서 속도에 따라 등급이 매겨집니다. 예를 들어, 2.4 GHz Pentium 4용으로 설계된 방열기는 물리적으로는 3.8 GHz Pentium 4에 설치할 수 있지만, 이를 식히기에는 턱없이 부족합니다. 프로세서 속도만으로 판단해서도 안 됩니다. 예를 들어 Intel은 초기형의 발열이 적은 Northwood 코어와 후기형의 발열이 심한 Prescott 코어를 사용하여 2.8 GHz Pentium 4 프로세서를 생산했습니다. 2.8 GHz Northwood 코어 Pentium 4용 방열기는 2.8 GHz Prescott 코어 Pentium 4를 감당할 수 없습니다. 선택하는 방열기/팬 유닛이 사용하는 특정 프로세서에 적합한 등급인지 확인하세요.

방열기는 가격과 용도에 따라 다양한 재료로 제작됩니다. 저렴한 방열기나 느린 프로세서용으로 설계된 방열기는 대부분 알루미늄으로 제작됩니다. 알루미늄은 저렴하면서도 열 전달 효율이 비교적 좋습니다. 구리는 알루미늄보다 훨씬 비싸지만 열 전달 효율은 훨씬 뛰어납니다. 따라서 더 비싼 방열기나 빠른 프로세서용 방열기는 주로 알루미늄으로 만들되, 프로세서와 닿는 면은 구리로 제작하기도 합니다. 가장 비싼 방열기나 가장 빠른 프로세서용 방열기는 순수 구리로 제작됩니다.

방열기/팬 유닛은 사용하는 팬의 종류와 크기, 그리고 팬의 회전 속도에 따라 차이가 납니다. 팬 속도는 중요한 문제인데, 다른 조건이 같다면 팬이 빠르게 회전할수록 더 많은 소음이 발생하기 때문입니다. 동일한 풍량이라면, 크고 느린 팬이 작고 빠른 팬보다 소음이 적습니다. 프로세서 속도가 빨라짐에 따라 팬 크기도 커져 왔으며, 이는 팬 속도(및 소음)를 적절한 수준으로 유지하면서도 방열기를 식히는 데 필요한 높은 풍량을 제공하기 위해서입니다. 예를 들어 Pentium II 프로세서용 방열기는 30mm 팬을 사용했습니다. 초기 Pentium 4 및 Athlon 64 프로세서용 방열기는 일반적으로 60mm 또는 70mm 팬을 사용했습니다. 오버클러커를 겨냥한 일부 타사 '성능' 방열기는 80mm, 92mm 또는 120mm 팬을 사용합니다. 일부는 여러 개의 팬을 사용하기도 합니다.

일반적으로 소매용 프로세서 박스에 포함된 기본 CPU 쿨러를 사용할 것을 권장합니다. 기본 쿨러는 성능과 소음 수준 면에서 중간 정도이며, 고급 애프터마켓 쿨러만큼 효율적이거나 조용하지는 않지만 가격이 저렴합니다.

하지만 PC 소음이 걱정된다면 타사 CPU 쿨러를 사용하는 것이 좋습니다. 사용하는 프로세서와 원하는 소음 및 효율 수준에 따라 약 15달러에서 100달러 이상까지 다양한 저소음 CPU 쿨러에 투자할 수 있습니다. Arctic Cooling(http:\/\/www.arctic-cooling.com)은 15~30달러 범위에서 합리적으로 조용하고 효율적인 여러 모델을 생산합니다. 조금 더 투자할 의향이 있다면 30~45달러 범위의 Zalman 7000 및 7700 시리즈 쿨러(http:\/\/www.zalmanusa.com)를 살펴보세요. 매우 조용하고 효율적이라 일부 모델은 특정 프로세서와 함께 사용할 경우 팬 없이(따라서 완전히 무소음으로) 작동할 수 있습니다. 마지막으로 최고의 성능을 원하고 60달러 이상 지출할 의향이 있다면 Thermalright(http:\/\/www.thermalright.com) 모델을 선택하고 Thermalright에서 권장하는 팬을 추가하세요.

써멀 컴파운드는 필수입니다

최고의 방열기/팬이라도 프로세서와 방열기 사이에 써멀 컴파운드를 사용하지 않으면 프로세서를 제대로 식힐 수 없습니다. 프로세서와 방열기 바닥면은 모두 평평하고 매끄럽지만, 밀착시켜도 그 사이에 얇은 공기층이 남습니다. 공기는 단열성이 뛰어나 열 전달을 방해하므로, 이 공기를 밀어내기 위해 써멀 컴파운드를 사용합니다.

방열기를 설치할 때마다, 그리고 제거 후 재설치할 때마다 항상 새로운 써멀 컴파운드를 발라 원활한 열 전달을 보장해야 합니다. 써멀 컴파운드는 점성이 있는 '써멀 구리스' 형태나, 프로세서가 뜨거워지면 녹고 식으면 굳는 상변화 써멀 패드 형태로 제공됩니다. 사용하는 써멀 컴파운드가 프로세서 제조사의 승인을 받은 것인지 확인하세요. 예를 들어, AMD는 특정 프로세서에 대해 특정 상변화 써멀 패드를 지정하고 있으며, 다른 써멀 컴파운드를 사용할 경우 보증이 무효화될 수 있다고 경고합니다.

제공된 것을 사용하세요

우리는 일반적으로 쿨러와 함께 제공되는 써멀 컴파운드나 상변화 매체를 사용합니다. (특히 AMD는 자사 프로세서에 사용할 수 있는 열 전달 매체에 대해 매우 구체적입니다.) 쿨러를 재설치할 때는 저렴하면서도 우리가 사용해 본 어떤 제품보다 좋거나 동일한 성능을 내는 Antec Silver 써멀 컴파운드(http:\/\/www.antec.com)를 주로 사용합니다.

잘못된 CPU 쿨러는 마더보드를 망가뜨릴 수 있습니다

최고의 애프터마켓 HSF를 선택하는 것은 간단한 일이 아닙니다. 쿨러가 내 프로세서에 적합한 등급인지 확인하는 것은 첫 단계에 불과합니다. 높은 냉각 효율이나 낮은 소음 수준, 혹은 둘 다를 제공하는 특수 쿨러는 일반적으로 크고 무거우며 비쌉니다.

프로세서 소켓 주변 공간은 종종 콘덴서나 다른 부품들로 복잡하여 대형 쿨러가 제대로 안착하는 것을 방해할 수 있으므로 크기는 매우 중요합니다. 맞을 것 같던 쿨러를 조여 장착하다가 주변 부품을 휘게 하거나 손상시키거나 쇼트를 일으켰다는 사실을 알고 좌절한 시스템 빌더들이 한두 명이 아닙니다. 우리는 대부분의 타사 CPU 쿨러 제조사가 왜 마더보드 호환성 목록을 제공하지 않는지 이해할 수 없습니다(Zalman은 제공합니다). 이러한 목록이 없는 경우, 마더보드 손상을 방지하는 가장 좋은 방법은 쿨러를 조이기 전에 모든 부품이 쿨러에 걸리지 않는지 눈으로 확인하는 것입니다. 만약 잘 맞지 않는다면, 반품 정책이 좋은 판매처에서 구매해야 할 또 다른 좋은 이유가 됩니다.

무게 역시 중요합니다. Intel과 AMD는 다양한 프로세서용 고정 브래킷에 대해 허용 가능한 최대 방열기 무게를 명시하고 있습니다. 많은 특수 CPU 쿨러는 허용 무게를 크게 초과하는 경우가 많으며, 이로 인해 쿨러가 마운트에서 이탈하여 케이스 내부에서 덜컥거릴 가능성이 있습니다. 이는 타워형 시스템이나 마더보드를 수직으로 장착하는 모든 PC에서 발생하는 문제이며, LAN 파티용 PC와 같은 휴대용 시스템에서는 특히 위험합니다. AMD Socket A 시스템은 쿨러가 마더보드에 고정된 브래킷이 아닌 CPU 소켓에 직접 고정되는 방식이어서 이러한 문제에 특히 취약합니다.

이렇게 무거운 쿨러를 반드시 사용해야 한다면, 표준 마더보드 브래킷에 의존하지 않고 별도의 고정 브래킷이 함께 제공되는 제품을 선택하는 것이 가장 좋습니다. 또한, 운송 중 파손 위험을 줄이기 위해 이러한 시스템은 마더보드를 수평으로 눕힌 상태로 이동하는 것이 좋습니다.

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