여름이면 찾아오는 공공의 적 '발열'

평범한 사용자나 PC의 성능을 극한으로 끌어올리는 마니아나 여름이 두렵기는 마찬가지일 것이다. 다름 아닌 '여름 더위' 때문이다. 올해는 유난히 더 무더운 탓에 갑작스럽게 시스템이 불안정해지는 상황을 많이 경험했으리라.

 

여름의 더위는 사람 뿐 아니라, PC까지도 지치게 만든다. 주위의 높은 온도는 결과적으로 PC 부품에 무리를 주고, 더 나아가 시스템에 문제를 일으키는 주원인이 된다. 발열이 심한만큼 전력 손실에 대한 문제도 결코 무시할 수 없다.

 

특히 CPU, 그래픽카드, 메인보드 칩셋 등의 발열이 PC의 고성능화와 함께 점차 높아지고 있는 상황에서 이를 효과적으로 억제하는 능력이 그 어느 때보다 절실해지고 있다.

 

그 중에서도 그래픽카드 쿨러는 점차 그래픽 프로세서 뿐 아니라, 전원부나 다른 주변 부품의 쿨링 및 시스템 통풍에도 신경을 써야하는 만큼 그 중요성이 더욱 강조되고 있는 상황.

 

그렇다면 이를 개선하기 위한 것에는 어떤 것이 있을까? 우선 냉각장치를 더 추가하는 방법이 있을 것이며, 그 다음으로는 사용하고 있는 냉각장치를 더 좋은 성능의 제품으로 변경하는 방법 등이 있다.

 

여름은 계절의 특성상 쿨러 제품군의 판매가 두드러지는 시기. 그래서 시중에서 흔히 구할 수 있는 고성능 그래픽카드 쿨러를 가지고 냉각 성능을 비교하는 자리를 마련했다. '베타뉴스배 VGA쿨러 타이틀 매치'를 통해 어떤 VGA쿨러가 더 쿨~한 성능을 갖췄는지 확인해보자.

 

타이틀 매치 참가 선수 명단

 

 

본격적인 타이틀 매치에 앞서, 경기에 출전할 선수들을 먼저 소개하도록 하겠다. 출전한 제품은 총 9개로, 이들은 대형(3개)·중형(4개)·소형(2개)로 나뉘어 치열한 경쟁을 펼치게 된다.

 

◇ 대형 - 잘만 VF2000 = 잘만이 선보인 VF2000 쿨러는 VGA와 CPU 모두 활용이 가능한 하이브리드 쿨러다. 4개의 히트파이프를 얹어 열전도성을 높였고, 0.3mm 두께의 알루미늄 핀을 사용했다. 냉각팬은 2-볼베어링 92mm로 2,000rpm 작동 기준 소음은 약 25데시벨 수준.

 

대형 VGA 쿨러 제품군 후보 - 잘만 VF2000

 

◇ 대형 - 에이팩 쿨맥스 3000 = 에이팩이 선보인 쿨맥스 3000은 방열판 밑에 쿨러를 얹는 구조로 화제를 모은 제품이다. 3개의 히트파이프를 사용했으며, 80mm 크기의 냉각팬 두 개를 얹어 냉각 성능을 높였다. 냉각팬 소음은 2,000rpm 기준으로 약 27 데시벨 수준. 단, 리테일 제품 수급이 불가능해 OEM 쿨러를 테스트용으로 사용했다.

 

대형 VGA 쿨러 제품군 후보 - 에이팩 쿨맥스 3000

 

◇ 대형 - 아틱쿨링 액셀레로 트윈터보 = 아틱쿨링사 제품으로 고급형 그래픽카드에서 흔히 볼 수 있는 쿨러 제품이다. 4개의 히트파이프를 얹었고, 80mm 크기의 쿨러 두 개를 얹었다. 냉각팬 소음은 2,000rpm 기준으로 약 30데시벨 수준.

 

대형 대형 VGA 쿨러 제품군 후보 - 아틱쿨링 액셀레로 트윈터보

 

◇ 중형 - 잘만 Z-머신 GV1000 = 잘만이 선보인 중·고급형 VGA쿨러로 4개의 히트파이프를 사용하고 있으며, 80mm 크기의 LED 냉각팬을 얹어 시각적 부분도 고려했다. 냉각팬의 소음은 2,000rpm 기준으로 약 22데시벨 수준.

 

중형 VGA 쿨러 제품군 후보 - 잘만 Z-머신 GV1000

 

◇ 중형 - 잘만 VF1050 = 잘만이 선보인 중급형 VGA쿨러로 VF1000의 마이너 업그레이드 버전이다. 4개의 히트파이프를 사용하고 있으며, 80mm 크기의 LED 냉각팬을 얹었다. 냉각팬의 소음은 2,000rpm 기준으로 약 22데시벨 수준.

 

중형 VGA 쿨러 제품군 후보 - 잘만 VF1050

 

◇ 중형 - 에이팩 쿨맥스 2000 = 에이팩 쿨맥스 3000의 중형 제품으로 기본적인 틀은 같지만, 크기는 좀 더 작아지면서 쿨러가 한 개로 줄었다. 3개의 히트파이프를 지녔고, 80mm 크기 냉각팬을 얹었다. 소음은 2,000rpm 기준으로 약 23데시벨 수준.

 

중형 VGA 쿨러 제품군 후보 - 에이팩 쿨맥스 2000

 

◇ 중형 - 쓰리알시스템 아이스에이지 G600 = 쓰리알시스템이 선보인 제품으로 히트파이프가 발열부위에 직접 닿는 DHT 방식으로 이름을 알린 바 있다. 3개의 히트파이프를 얹었고 80mm 냉각팬을 얹었다. 소음은 2,000rpm 기준으로 약 30데시벨 수준.

 

중형 VGA 쿨러 제품군 후보 - 쓰리알시스템 아이스에이지 G600

 

테스트는 어떻게 했을까?

 

본격적인 테스트를 진행하기에 앞서, 실제 VGA 쿨러 테스트가 어떻게 진행되었는지 궁금할 것이라 예상된다. 이에, 간단하게 테스트 환경을 설명하겠다.

 

먼저, 테스트 시설은 베타뉴스가 별도로 섭외한 한 테스트랩에서 진행됐으며, 외부 소음을 최대한 차단하기 위해 사무실에는 테스트를 위해 상주하는 엔지니어와 본 필자를 제외하고는 아무도 없었음을 미리 밝힌다.

 

테스트랩의 내부 온도는 30도를 꾸준히 유지하도록 별도의 장치가 되어 있다. 습도는 60% 이상을 오가는 수준, 기기 테스트 환경으로는 다소 극한 상황이라 할 수 있겠다.

 

쿨러 테스트를 위한 그래픽카드는 중·대형의 경우에는 지포스 GTS250이 사용되었고, 소형의 경우에는 GTS250에 쿨러를 얹을 수 없었던 관계로 라데온 HD 4850에 별도로 얹어 테스트가 진행됐다.

 

테스트 장비와 테스트 PC.

 

본 테스트에 사용된 시스템 제원.

 

테스트를 위해 준비한 장비는 두 가지로, 하나는 냉각팬의 속도를 2,000rpm 수준으로 고정할 수 있도록 준비한 팬 컨트롤러이며, 다른 하나는 각 채널별(GPU, 메모리, 전원부 등)로 온도를 실시간으로 체크하는 요코가와(Yokogawa)사 MV100이다.

 

특히, 온도는 GPU, 메모리, 전원부, 시스템 온도를 집중적으로 체크할 수 있도록 했다. 외부 온도도 기록할 수 있도록 되어 있지만, 외부 온도는 30도 수준으로 고정되도록 했기 때문에 여기서는 논외토록 하겠다.

 

온도 센서는 기판 뒷면에 부착했으며, 최대한 밀착하기 위해 본드와 경화제를 사용했다.

 

전문 엔지니어가 센서를 기판에 부착하고 있다.

 

서멀그리스의 양은 GPU를 충분히 도포할 수 있을 정도가 사용됐다.

 

센서를 부착하는 위치에도 신중을 기했다. 여러 방법을 고려한 결과, 대다수 쿨러 제조사가 기판후면 부착 방식을 이용해 온도 측정을 한다는 것에 착안. 이를 활용하기로 했다.

 

위치는 GPU, 메모리, 전원부(모스펫 후면)이며, 별도로 시스템 내부와 외부에도 각각 센서를 부착해 쿨러로 인한 시스템 온도의 변화도 측정했다. 또한, 센서를 최대한 밀착하기 위해 록타이트사의 접착제와 경화제를 이용했다.

 

한편, 쿨러나 메모리 모듈 등 제품 방열 면적에 직접 센서를 부착하는 방법이 고려됐지만, 오히려 이 방법이 정확한 온도 측정에 방해가 된다는 엔지니어의 조언에 발열 부위와 맞닿는 제품의 후면에 센서를 부착했다는 점을 미리 알린다.

 

온도를 측정하는 방법은 다양한다. 직접 측정 부위에 레이저 등을 이용해 온도를 확인하는 방법도 있으며, 열화상 카메라 등을 이용해 보여지는 온도를 측정하는 방법들도 있다. 하지만, 이들은 직접 센서를 사용하는 것만큼 정확한 수치를 기대하기 어렵다.

 

무엇보다 열화상 카메라의 경우, 온도 측정보다 쿨러 또는 제품의 열전도를 확인하는 용도로 사용되는 만큼, 사용에 신중을 기해야 할 필요가 있다. 테스트에 도움을 준 엔지니어 또한 직접 센서를 부착하는 것이 거의 100%에 가까운 결과값을 도출할 수 있다고 설명했다.

 

◇ 테스트 조건 1.제품을 세가지(대형, 중형, 소형)로 분류해 테스트. 2.테스트랩의 실내 온도는 31도를 넘기지 않을 것. 3.냉각팬의 작동 속도는 오차 범위를 고려해 2,100rpm을 넘기지 않을 것. 4.PC 부팅 후 5분의 아이들 시간을 거친 다음, 퍼마크(Furmark)를 통한 GPU 부하. 5.테스트 시간은 아이들 시간이 끝난 것을 기준으로 20분 동안 진행. (총 25분) 6.테스트 후, 그래픽카드 냉각 시간을 약 10분으로 설정.

쿨러 성능 비교 (GPU별)

◇ 대형 VGA 쿨러 성능 비교

 

 

대형 쿨러 제품들 중에서 가장 성능이 좋은 제품은 잘만 VF2000으로 확인됐다. 테스트가 진행되는 20분 동안, 최대 온도가 63.2를 나타내며 67.6도를 기록한 에이팩 쿨맥스 3000이나 70.6도를 기록한 아틱 트윈터보 쿨러보다 더욱 월등한 성능을 보여줬다.

 

◇ 중형 VGA 쿨러 성능 비교

 

 

대형 제품의 성능을 확인했다면 이번에는 중형 제품들의 성능을 확인해보자. 테스트 결과, 잘만 GV1000이 79.4도를 기록하면서 다른 세 제품을 누르고 가장 뛰어난 성능을 보여줬다.

 

한편, 에이팩 쿨맥스 2000은 잘만 VF1050과 비슷한 83도 수준의 성능을 보여줬으며, 히트파이프를 직접 GPU에 닿게 해 냉각 성능을 높이는 DHT 방식을 채택한 3R G600 쿨러는 84.9도를 기록하며 최하위에 머물렀다.

 

쿨러 성능 비교 (메모리별)

◇ 대형 VGA 쿨러 성능 비교

 

 

이번에는 쿨러의 주변 냉각 성능 특히 메모리 부분을 비교해봤다. 메모리 냉각 성능에서는 세 제품들 중에서 에이팩 쿨맥스 3000이 좋은 성능을 보여준 것으로 확인됐다.

 

하지만 이는 해당 제품의 방열 면적이 넓고 두 개의 냉각팬이 바로 해당 부품을 냉각하는 구조에 기인한 것으로 볼 수 있다. 냉각팬을 한개 얹은 잘만 VF2000은 상대적으로 이 부분에 약한 모습을 보였다.

 

하지만, 만약 이 제품도 냉각팬을 두 개 얹는다면 양상은 달라지지 않았을까 조심스레 예상해본다. 한편, 두 개의 냉각팬을 얹은 아틱 트윈터보 쿨러는 넓은 면적과 다수의 냉각팬이 있음에도 메모리 발열 처리에는 꽤 힘겨운 모습을 보여줬다.

 

◇ 중형 VGA 쿨러 성능 비교

 

 

이번에는 중형 쿨러들의 성능을 확인해보자. 박빙의 승부 끝에, 잘만 GV1000 쿨러가 88.5도를 기록하며 메모리 쿨링 능력이 우수한 것으로 나타났다. 가장 낮은 성능을 기록한 G600과 약 4.5도 차이의 성능이다.

쿨러 성능 비교 (전원부별)

◇ 대형 VGA 쿨러 성능 비교

 

 

그래픽카드의 성능이 좋아지면서, 뜨거워지는 것은 비단 GPU뿐이 아니다. 최근에는 전력 소비량이 증가하면서 이에 대비한 전원부 구성도 필수, 덕분에 발열도 상당해졌다. 이번에는 쿨러가 얼마나 전원부 발열을 억제할 수 있는지에 대한 테스트 결과다.

 

20분간 작동되는 동안 최고를 기록한 수치 기준으로 냉각성능이 좋은 제품은 에이팩 쿨맥스 3000이었다. 이 역시, 냉각팬이 방열판 아래에 위치하는 독특한 구조에 기인한 덕이라 할 수 있다.

 

그 뒤로는 잘만 VF2000이 마지막으로는 아틱 트윈터보가 96.9도를 가리키며 가장 낮은 성능을 보여줬다.

 

◇ 중형 VGA 쿨러 성능 비교

 

 

중형 쿨러의 전원부 냉각 성능은 대형 제품들과는 사뭇 다른 양상을 보여줬는데, 잘만 GV1000이 110.4도로 냉각 성능이 가장 좋은 것으로 나타났다. 이어서 잘만 VF1050, 에이팩 쿨맥스 2000, 3R G600이 뒤를 이었다.

 

대형과 마찬가지로 냉각팬과 부품 거리가 가까운 에이팩 쿨맥스 2000이 좋은 성능을 보여줄 것이라 예상했지만, 결과는 달랐다. 이는 쿨맥스 3000과는 달리, 냉각팬이 1개만 자리하고 있어 발생하는 문제로 보여진다. 냉각팬의 풍량이 상대적으로 부족하기 때문.

 

그에 반해, 잘만 GV1000과 VF1050은 부품의 발열을 냉각팬이 효과적으로 처리하는 구조로 되어 있기에 경쟁 제품들 대비 우수한 성능이 나오지 않았나 예상해본다.

쿨러에 따른 온도변화

◇ 대형 VGA 쿨러 GPU 온도 변화

 

 

대형 그래픽카드의 GPU 온도 변화를 그래프로 표시했다. 모두 그래픽카드에 본격적인 부하가 들어가는 순간 온도가 급격히 상승하다가 10분이 되는 시점에서 안정화가 진행되는 모습을 보여줬다.

 

◇ 대형 VGA 쿨러 메모리 온도 변화

 

 

메모리의 온도 변화 역시 GPU와는 크게 다르지 않은 모습이다. 모두 10분이 되는 시점에서 안정화가 진행됐으며, 아틱쿨링 트윈터보 제품을 제외한 두 제품은 모두 뛰어난 성능을 보여줬다.

 

◇ 대형 VGA 쿨러 전원부 온도 변화

 

 

전원부의 온도 변화를 살펴보자. 그래픽카드에 지속적인 부하를 주는 만큼, 전원부의 온도 또한 급격히 상승하고 있음을 알 수 있다. 하지만, 잘만과 에이팩 제품은 안정적인 성능을 보여주는 반면에 아틱쿨링사 제품은 전원부 발열을 제대로 해결하지 못하는 모습이다.

 

◇ 중형 VGA 쿨러 GPU 온도 변화

 

 

중형 VGA 쿨러의 온도 변화 그래프다. 여기서 주목할 점은 잘만 GV1000. 처음 부하가 들어가는 순간 온도가 올랐지만 시간이 지날수록 온도가 내려갔음을 알 수 있다. 최종적으로 약 75도 선에서 안정화가 이뤄졌다.

 

그 외, 제품은 모두 80도 선에서 안정화가 이뤄졌다. DHT 방식의 쓰리알 G600이 선전할 것으로 기대됐지만, 결과는 그래프에서 보여지는 것과 같이 제일 낮은 성능을 보여줬다.

 

◇ 중형 VGA 쿨러 메모리 온도 변화

 

 

메모리 온도 변화 부문에서도 잘만 GV1000의 활약이 두드러진다. 15분 경에 약 82도까지 온도가 내려갔다가 다시 안정화를 되찾았다. 온도는 86도선. VF1050 또한, 88도 선에서 메모리 냉각 성능을 유지했다.

 

잘만사 두 제품은 86~88도 선에서 온도 안정화가 이뤄졌지만, 에이팩과 쓰리알시스템 제품은 안정화가 90도 선에서 이뤄졌다..

 

◇ 중형 VGA 쿨러 전원부 온도 변화

 

 

중형 VGA 쿨러 전원부 냉각 성능을 비교한 자료다. 잘만 GV1000만 유일하게 107도에서 안정화가 진행됐고, 그 외 제품은 110도 이상에서 안정화 됐다.

 

◇ 대형 VGA 쿨러 전원부 온도 변화

 

 

전원부 냉각 성능에서도 두 제품의 차이가 눈에 띈다. 이는 쿨맥스 1000의 독특한 냉각구조에 기인한 것으로 풀이된다. 하지만, 잘만 VF950과 큰 차이를 보이지 않았다. VF950도 65도 이하를 유지하며 충분한 냉각 성능을 보여줬다.

 

치열했던 VGA쿨러 타이틀 매치의 승자는?

제품의 종류가 다양했던 만큼, 그 경쟁도 치열했던 '베타뉴스배 VGA쿨러 타이틀 매치'. 이제는 그 승자를 가려야 할 때. 그렇다면 어떤 VGA쿨러가 효율적인 성능을 보여줬을까?

 

◇ 안정적인 성능을 보여준 잘만 GV1000 = 이번 쿨러 타이틀 매치에서 가장 인상적인 성능을 보여준 제품은 단연 잘만 GV1000이었다. 이 제품은 GPU·메모리·전원부 등에서 안정적인 모습을 보여줬다.

 

가장 인상적인 성능을 보여준 잘만 GV1000.

 

특히 좋은 경쟁 상대가 될 것으로 기대했던 에이팩 쿨맥스 2000과 비교할 수 없는 성능을 보여준 점은 그동안 잘만이 쌓아온 쿨러 개발 노하우의 차이가 얼마나 큰지를 여실히 보여주는 것이라 할 수 있겠다.

 

오히려 에이팩 쿨맥스 2000은 잘만 VF1050과 비슷한 결과를 보여줬다. 특유의 제품 구조가 발목을 잡은 것이다.

 

냉각팬이 방열판 아래에 위치하면 공기가 바로 해당 부품을 직접 냉각할 수 있기 때문에 높은 성능을 기대할 수 있다. 반면에 시간이 지나면 뜨거워진 방열판이 위에 위치해 방열효과가 미비해질 수 있는 단점도 있다.

 

쿨맥스 3000의 경우는 이를 두 개의 냉각팬으로 최대한 해결한 모습이지만, 쿨맥스 2000은 조금 다르다. 방열판이 1개이기 때문이다. 하나의 냉각팬이 뜨거운 방열판 한가운데에 있기 때문에 오히려 역효과가 발생한 것으로 보인다.

 

◇ 강력한 GPU 냉각 성능 보여준 잘만 VF2000, 주변 냉각 성능은 쿨맥스 3000 = GPU 냉각 성능으로 본다면 잘만 VF2000이 가장 뛰어났다. 하지만, GPU 중앙에 밀집한 냉각 구조는 주변 부품 냉각에 다소 부족한 모습을 보여줬다.

 

주변부 냉각 성능은 쿨맥스 3000이 우수한 성능을 보여줬지만, 쿨러를 두 개 이용한 직접 냉각 방식 구조를 한 것치고는 성능이 뛰어나지 않아 아쉽다.

 

뛰어난 GPU 냉각 성능을 보여준 잘만 VF2000.

 

주변부 냉각 성능 뛰어난 에이팩 쿨맥스 3000

 

한편, 잘만 VF2000은 주변부 냉각 성능이 경쟁사 제품에 비해 떨어진다는 얘기지 아주 낮은 성능을 보여준다는 의미는 아니다. 오히려 이 같은 경우는 쿨러 2개를 얹고 방열 면적을 기판 전체로 넓힌 쿨맥스 3000으로서는 당연한 결과다.

 

VF2000도 방열 면적을 넓히고 쿨러를 두 개 얹은 형태로 등장했다면 판도는 크게 달라졌을 수 있다는 것을 명심하자. 쿨러 한 개와 두 개의 차이는 비교적 명확하다. 뒤집어 말하면 쿨맥스 3000의 구조가 효율적인게 아니라는 얘기도 된다.

 

◇ PC 환경, 그래픽카드에 맞는 쿨러의 선택 중요 = 쿨러를 선택하는데 있어 제일 먼저 고려해야 할 것이 바로 '안정성'이다. 이를 만족하려면 장시간 작동에도 문제를 일으키지 않는 냉각팬도 필수요, 계속되는 발열을 신속하게 처리할 수 있는 방열판 구조도 필수다.

 

그렇다면 사용자는 어떤 쿨러를 선택해야 할까? 우선 자신의 그래픽카드의 성능과 발열을 고려한 냉각팬의 선택이 중요하다. 고성능 그래픽카드는 발열이 높으니 대형 쿨러를, 저발열 보급형 그래픽카드에는 효율을 고려한 중·소형 제품을 선택하는 것의 지혜가 필요하다.

 

옥석을 가려내는 작업도 중요하다. 무턱대고 큰 쿨러가 좋은 것이 아니다. 방열판 구조는 어떠한지, 쿨러의 소음은 크지 않은지 등의 비교도 요구된다.

 

앞으로 더욱 후끈 달아오를 여름, 자신에게 맞는 VGA 쿨러를 통해 무더운 여름 PC를 안심하고 쓸 수 있게 되기를 희망한다.

베타뉴스 강형석 (kanghs@betanews.net)
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