공냉 수냉 - gongnaeng sunaeng

수냉 Vs 공냉

오래된 떡밥이지만 의외로 수냉과 공냉 비교가 되어 있는 벤치마크 결과가 별로 없어서 직접 실험을 해 보 았다. 

과거 사용중이었던 녹투아 NH-15D 쿨러는 5820K 시스템에서 43 배수 오버클럭 (5820K @ 4.3GHz) 에서도 풀로드 80도를 넘지 않는 쿨링 성능을 보여주었고, 쿨링 성능 뿐 아니라 특유의 똥색갈색 감성과 정숙성으로 매우 만족감을 주었다.  물론 공냉 쿨러의 쿨링 자체 성능으로는 어쎄신3 같이 미소하게나마 녹투아보다 뛰어난 쿨러가 있지만, 성능이 거의 대동소이하기 때문에 녹투아를 공냉 대장이라고 해도 과히 지나치지 않다.

다만 AMD에서 3950X 시스템에서는 공식적으로 수냉 쿨링을 권장하기도 하고, 실질적으로 3900X에서 PBO(Pression Boost Overclock) 사용시 미칠듯한 발열을 기존 녹투아로는 도저히 감당할 수 없음을 확인했고 (CCX0 온도 95도) 케이스 변경 및 쿨러 변경을 진행했다.

비교 시스템 Spec.

실험에 사용된 스펙은 다음과 같다

녹투아 NH-15D 쿨러는 기본 녹투아 2Fan 을 사용하였으며, EVGA CLC280은 상단 140mm 2열 장착하여 Pull 방식으로 상단 배기하였다.

실험음 모두 기본 셋팅 (소음 저항 reducing resistant 및 flow control 없음) 으로 진행되었으며, 실험이 진행되는 동안의 Room Temp 는 약 24도 이었고, 실험은 연속적으로 이루어졌으므로 외부 변인에 의한 요소는 무시할만 하다.

실험 결과

1) Idle 온도 측정

Idle 상태를 확인하기 위하여 윈도우 부팅후 5분 경과 후 20초 간격으로 10회 측정하였으며, Ryzen master를 통한 값을 기록하였다.

 방 온도가 약 24도임을 감안하며 거의 오차내에서 비슷하게 측정되었다. 다른 H/W Monitor tool 에 비해서 Ryzen Master가 보다 정확하다곤 하지만 Ryzen Master 상에서 온도도 들쭉날쭉 하는 경향이 있으므로 10회 측정하여 평균을 취하였으며, 어느정도 오차를 감안하면 두 쿨러의 온도는 Idle 시 차이가 없음을 확인할 수 있다.

2) Full load 온도 측정

Full Load를 준 상태에서 쿨링 효과를 보기 위해서 Linx 를 활용하였다. 사용된 Linx 는 0.9.6 (AMD/Intel) (2019.5.004) 버전으로 AMD/Intel Math Kenenl library 가 업데이트 된 버전이며, 문제 크기와 메모리 크기는 모두 최대로, 실행은 20회 반복으로 10회차 부터 10번 측정하였다. 단순 쿨링 능력을 확인하는 실험이므로 Control mode은 Manual 로 두었다 (PBO 및 Auto overclocking 비활성화)

  확실히 Full load시에는 Idle시에 비해서 훨씬 높은 온도를 보여주었다. 3900X의 경우 녹투아 NH-15D 쿨러의 경우 90~95도 내외의 온도를 보여주었으며, EVGA CLC280 은 대략 78~80도 정도의 온도를 보여주었는데, 아마 PBO를 활성화 시켰다면 둘 다 이보다 소폭 상승하였을 것이며, PBO로 인한 클럭 향상은 EVGA CLC280에서 더욱 두드러지게 나타날 것이다.

 사실 초기에는 (당연하게도) 공냉이나 수냉이나 큰 차이가 나지 않는다. 어차피 Radiating 되는 발열량은 비슷한 Conductivity에서는 두 매질의 온도차에만 비례하기 때문이다. 하지만 공냉의 경우 발열원에서 직접적으로 냉각이 되는 반면, 수냉의 경우 Coolent 를 활용하여 어느정도 떨어진 케이스 상단의 라디에이터로 heat이 이동하고 그곳에서 직접 배기까지 이루어지므로 보다 쿨링에 효과적인 것이다. 

  따라서 풀 로드시에 온도차가 저렇게 심하게 나는 이유는 단순 수냉이냐 공냉이냐 하는 방식의 차이가 아니라 얼마나 빠르게 내부 온도가 Saturation point 에 달하느냐에 대한 차이로 보는게 타당하며 만약 케이스에서 보다 효과적으로 배기를 할 수 있다면 (ex. 배기 fan을 더 달아준다던지, air flow를 강하게 흘린다던지) 녹투아 NH-15D 온도도 다소 낮아질 여지가 있다고 판단된다.

3) 실사용 (게임) 에서의 온도 측정

 이라고 해도 본인이 게임을 그렇게 즐기는 편이 아닌 관계로 (라기보다는 하는 게임이 몇 종류 없는 관계로) 단순 케쥬얼 게임인 League of Legend (이하 LoL , 롤) 과 최근 발매된 FPS 게임 Call of duty : Modern Warfare (이하 콜오브듀티:모던워페어 2019) 플레이 후 온도를 측정하였다. 게임의 경우 객체 인스턴스 및 상황에 따라 온도차이가 크게 나기 때문에 그냥 대략적인 참고만 하는게 좋을 것 같다.

(정확하게 통제된 상황에서 이루어진 실험이 아님)

    1)  LoL 플레이 (소환사 협곡 5:5 Rank Game)

    2) Call of Duty : Modern Warfare 2019 (사냥개 미션)

보다 케쥬얼한 LoL의 경우 온도자체도 높게 올라가지 않는 편이고, 그래서 상대적으로 두 쿨러의 온도차이도 거의 나지 않음을 확인할 수 있다. 생각해보면 내장 그래픽으로도 LoL이 무난히 돌아갈 정도임을 생각해보면 당연한 결과라고 판단된다. 반면 이에 비하여 다소 고사양 게임인 콜오브듀티:모던워페어 2019의 경우 온도도 높고 두 쿨러간 차이도 극명하게 나타난다. 

결론

  AMD가 데스크탑 최상위 모델인 3950X에서는 공식적으로 수냉을 권장한 만큼, CPU의 쿨링에 공냉보다 수냉이 보다 효율적임은 확실하다. 다만 그 효과가 얼만큼인지, 또 공냉의 끝판왕/대장으로 불리는 최상급 쿨러들은 수냉과 어느만큼 차이가 나는지 정확히 가느하는게 어려웠는데 직접 실험을 해보니 생각보다 차이가 많이 나는게 인상적이다. 

 또한 단순 온도 외에도 일체형 수냉(AIO)의 장점/단점이 여러가지 있는데 그것들은 다음과 같다.

• 무거운 히트 싱크를 메인보드에 직각으로 달아 PCB에 무리를 줄 필요가 없다. (PCB 휨 걱정 없음)
• 상대적으로 선정리가 깔끔해지고 그로 인해서 케이스 전체의 Air flow가 개선된다. 
• 설치 및 장착/해제가 매우 쉽다. 
• 상단 Radiator 를 활용하여 배기 시, 케이스 전체 온도에 이득을 볼 수 있다. 
• 기본 제공되는 Fan에 따라 다르지만, 공냉보다는 확실히 시끄럽다. (팬 소음 + 펌프 소음)
• Fan만 교체하면 반영구적인 공냉 쿨러에 비하여 Coolent(냉매) 소실 및 펌프 불량, 호스 부식 시 전체 교체 외에는 답이 없다. 

이중에서도 가장 신경쓰였던게 첫번째인데, 슈퍼마이크로 X9-SCM/F 보드에 마초 쿨러를 달고 5년 넘게 사용했더니 PCB가 아래쪽으로 휘어버려서 PCI 슬롯쪽 접촉불량이 일어나 지금은 케이스를 눕혀 수평으로 사용하고 있는데, 이런 걸 생각해보면 누수로 인한 파손은 보상이라도 받지 (제조사별 상이하나 보통 5년정도) PCB가 휘는 건 어디서 보상도 못받기 때문에, 일체형 수냉 (All - in - one, AIO 일명 짭수) 쿨러의 장점이 부각되었다. 

 추후에는 EVGA CLC280 쿨러에 기본 제공되는 팬이 매우매우 시끄럽기 때문에 팬 교체후, 그리고 팬을 라디에이터 전(Pull), 후(Push), 그리고 앞뒤로(Push and Pull) 방식으로 장착하였을 때의 온도차이를 비교해보도록 하겠다.