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PC | 오버클럭을 위한 쿨링 솔루션, 공랭 쿨러 vs 수냉 쿨러 차이는?

권경욱 기자 1   1

미세공정의 도입과 공정 안정화를 통해 더 높은 클럭과 더 많은 코어의 CPU를 만들 수 있는 환경이 만들어졌고 도달하기 어려워 보였던 5GHz 클럭의 벽도 허물어지고 있다. 이러한 변화는 프로세서의 기본 성능 향상에도 영향을 주었지만 성능 향상을 위해 시도되는 오버클럭(OC, OverClock)에도 많은 영향을 주고 있다.


꾸준한 미세 공정 도입을 통해 인텔은 쿼드(4)코어에서 헥사(6) 코어로 넘어왔으며 올해 하반기부터는 옥타(8) 코어로의 전환을 앞두고 있다. 이들 9세대 코어 프로세서 코드명 커피레이크 리프레시 (Coffee Lake Refresh)는 기본 클럭에 터보 부스트 클럭은 최대 5GHz에 도달하며 그동안 오버클럭 상황에서 뚜따가 필요했던 이전 프로세서와 다르게 솔더링이 도입되어 오버클럭 잠재력을 더 이끌어낼 수 있을 것으로 예상된다.



인텔 K 시리즈 프로세서 오버클럭을 위한 필요한 CPU 쿨링 솔루션


일반적으로 오버클럭은 사용하는 시스템에서 고성능을 요구하는 게임이나 렌더링 및 인코딩 등의 환경에서 성능이 부족해지거나 주어진 성능 그 이상을 원할 때 실행하는 일이다. 비용이 충분하다면 업그레이드가 답이지만 주머니 사정이 항상 넉넉하지 않기에 이때 시도해볼 수 있는 것이 오버클럭이며 자신의 만족을 위해 도전하기도 한다.


이와 같은 오버클럭 과정에서는 CPU와 그래픽카드, 메모리 등 오버클럭 잠재력이 높거나 오버클럭이 잘되는 것으로 알려진 특정 주차 등을 확보하는 것이 1순위로 알려졌다. 


또한 그에 못지 않게 중요한 것으로 오버클럭을 적용했을 때 안정적인 동작을 가능하게 해주는 쿨링 솔루션과 같은 PC 부품을 갖추는 것도 필요하다.



오버클럭(OC)을 위해 갖추어야 할 것들


PC 부품 중에서 오버클럭의 대상은 시스템의 성능에 영향을 주는 CPU와 그래픽카드, 메모리 등이 주요 대상이다. 최근 CPU는 동작 클럭과 코어 수에 따라 라인업이 분화되고 있지만 쿼드(4)코어나 그 이하의 코어를 적용했을 때는 한단계 아래의 CPU를 오버클럭 하는 것으로 상위 CPU에 못지 않은 성능에 근접하는 시스템을 만들 수도 있었다.


인텔은 커피레이크 데스크탑 프로세서를 통해 최대 6코어 12스레드로 라인업과 CPU 구조 변화를 통해 전통적으로 강세를 보인 게이밍부터 영상 편집이나 인코딩, 스트리밍 방송 등 멀티코어 CPU 요구가 높은 환경에 대한 지원과 향상, 오버클럭에 이르는 다양한 사용자의 요구에 대응하고 있다.



오버클럭 지원을 향상한 인텔 8세대 코어 프로세서 커피레이크


또한 인텔은 오버클럭에 특화된 CPU로 배수락이 해제된 K 시리즈를 출시하고 있다. 현재 6코어 기반 커피레이크는 코어 i7 8700K와 같은 배수락 해제된 CPU가 오버클럭을 위해 출시된 제품이다. 동작 클럭도 높은 편에 속해 기본 성능 그 자체로도 높은 성능을 제공하지만 오버클럭이 더해지면 더 향상된 성능으로 시스템을 구성할 수 있다.

이를 위해 인텔은 동작 클럭 조정이 가능하도록 배수 조절과 퍼 코어 (Per Core) 오버클럭킹, 메모리 최대 8400MT/s, 실시간 메모리 레이턴시 컨트롤, 확장된 PLL Trim 컨트롤, 향상된 전력 공급 등 다양한 기술을 통해 오버클럭 잠재력을 향상할 수 있도록 설계했다.


인텔 K 시리즈 프로세서와 Z370 메인보드, 공랭 및 수냉 쿨링 솔루션


현재의 오버클럭은 프로세서 제조사에 따라 CPU의 특성과 지원의 차이가 있지만 기본적으로 동작 클럭과 배수 조절, 전압 설정을 조정하는 방법이 주로 이용된다. 과거에는 FSB (Front Side Bus, 현재는 베이스 클럭 BCLK)를 조정하는 오버클럭도 사용되었지만 베이스 클럭이 고정되지 않거나 일정 수준 이상으로 높이기 어려워졌다. 무엇보다 동작 클럭을 높여 성능을 향상하는 배수 조절을 이용한 오버클럭으로도 성능을 향상할 수 있어 배수 조절이 인텔 프로세서의 주요한 오버클럭 방법으로 자리잡았다. 


8세대 코어 프로세서 커피레이크는 코어 i7 8700K와 코어 i5 8600K 등 K 시리즈, 하이엔드는 스카이레이크-X (Skylake-X) 기반 X 시리즈 프로세서를 이용해 오버클럭이 가능하다. 또 인텔 플랫폼은 오버클럭을 지원하는 메인보드의 선택도 필요하다. 메인스트림의 8세대 코어 프로세서 커피레이크는 Z 시리즈 메인보드가 필요하며 하이엔드 데스크탑 (HEDT) 프로세서는 X 시리즈 메인보드가 필요하다.

 

이 외에도 오버클럭을 적용했을 때 안정적인 동작을 가능하게 해주는 쿨링 솔루션의 확보도 중요하다. CPU 오버클럭에 따른 발열을 효과적으로 제어 가능한 공랭 방식이나 일체형 또는 커스텀 수냉 방식의 CPU 쿨링 솔루션을 준비해야 한다. 안정적인 전원을 공급하는 파워 서플라이(PSU) 역시 오버클럭을 위해 필히 갖추어야 한다.



CPU 오버클럭에 사용하는 공랭 및 수냉 쿨링 솔루션 


PC 시스템의 CPU를 냉각하는 쿨링 솔루션은 일반적으로 쿨링 팬 단독 또는 쿨링 팬과 히트파이프 등을 기반으로 하는 공랭 방식과 액체를 기반으로 냉각 펌프와 라디에이터가 조합되어 냉각하는 수냉 방식이 널리 사용되고 있다.



인텔 정품 쿨러(좌)/ 타워형 공랭 써모랩 바람 샤인 (중)/ 인텔 일체형 수냉 (좌)


공랭 방식은 인텔 정품 CPU 쿨러가 대표적이다. 인텔 정품 쿨러는 원통형 본체 상단에 쿨링 팬이 하나 배치되고 쿨링 팬이 동작해 하단의 방열판을 냉각하고 쿨러 주변부도 일부 냉각이 가능한 방식이다. 또다른 공랭 방식은 높이 솟아있는 히트파이프와 여러 겹의 방열핀으로 구성의 타워형이다. 타워형은 보통 고성능 공랭 쿨링 솔루션에 탑재되며 얇고 많은 수의 방열핀이 층층이 쌓인 모습이고 히트파이트의 수도 다양하게 배치된다. 일반적으로 공랭 쿨러는 수냉 쿨러보다 성능은 떨어지지만 설치가 보다 편리하고 다양한 제품 선택 및 수냉 쿨러보다 낮은 가격을 형성하고 있다.


수냉 방식은 CPU와 접촉하는 워터 펌프 부분과 넓은 면적의 방열핀으로 구성되고 1개에서 2개 또는 3개의 쿨링 팬을 장착하는 라디에이터의 일체형 수냉 쿨러, 일체형 수냉 쿨러와 같이 액체를 이용해 냉각하는 방식이지만 형태 변경이 어려운 일체형 수냉 쿨러와 다르게 사용자가 원하는 디자인과 모양으로 다양하게 구성 가능한 커스텀 방식의 수냉 쿨러로 나뉜다.



커스텀 수냉 쿨링 시스템 (에이수스(ASUS) ROG Strix 지포스 RTX 2080 시리즈 기반)


최근 수냉 방식은 PC에서 분리하기 어렵고 복잡한 커스텀 수냉 쿨링 방식보다는 CPU 쿨링에 집중하고 설치가 쉬운 일체형 수냉 쿨링 솔루션이 주로 사용된다. 커스텀 수냉 쿨링은 일반 오버클럭의 사용보다는 데모 PC 전시나 이벤트 행사장에서 많이 찾아볼 수 있다.



공랭과 일체형 수냉 쿨링 솔루션, 성능 차이는?


이번에는 CPU 오버클럭이 이루어지면 정해진 동작 클럭보다 많은 전력을 소모하게 되며 발열도 증가하게 되는데 이를 고려해 공랭과 일체형 수냉 쿨링 솔루션 2가지를 통해 6코어 12스레드 기반의 코어 i7 8700K CPU를 기본 3.7GHz에서 4.7GHz로 오버클럭을 적용했을 때의 쿨링 솔루션에 따른 성능 차이를 살펴봤다. 


인텔 코어 i7 8700K는 기본 3.7GHz와 MCE가 활성화되면 올 코어가 4.3GHz로 동작하며 싱글 최대 부스트 클럭은 4.7GHz다.



코어 i7 8700K/ 기가바이트 Z370 AORUS Ultra Gaming/ 바람 샤인/ Jonsbo TW2-240 (601 Ver.)


테스트에는 인텔 코어 i7 8700K CPU 외에도 기가바이트 Z370 AORUS Ultra Gaming 제이씨현 메인보드와 써모랩 (Thermolab) 바람 샤인 (Baram Shine) 공랭 (Air) 쿨러, 브라보텍의 Jonsbo TW2-240 (601 Ver.)를 이용했다.



인텔 코어 i7 8700K (3.7GHz) 기본 클럭


바람 샤인 공랭과 Jonsbo TW2-240 일체형 수냉 쿨링 솔루션을 이용할 때 인텔 코어 i7 8700K CPU의 3.7GHz 기본 클럭에서 아이들 (IDLE)과 프라임 95 (Prime 95)를 이용한 풀로드 (Full Load) 상황에서의 온도다. AIDA 64를 이용해 온도를 비교한 결과 아이들은 4도, 풀로드에서는 8도 정도의 차이를 보여 공랭 대비 일체형 수냉 쿨링 솔루션을 이용했을 때 온도를 보다 안정적으로 유지했다.



인텔 코어 i7 8700K (3.7GHz), 4.7GHz로 오버클럭(OC)


인텔 코어 i7 8700K 기본 3.7GHz에서 4.7 GHz 클럭을 적용했을 때의 온도를 비교했다. 기본 클럭에서는 비교적 큰 차이를 보였으나 오버클럭(OC)이 더해지면서 풀로드 상황에서는 온도 격차가 3도 정도로 줄었다. 특히 풀로드 시간이 10분 이상이 지나자 공랭 쿨러는 90도를 유지하기는 했지만 4.7GHz 클럭을 유지하지 못하고 쓰로틀링에 걸렸다. 4GHz에서 4.6GHz 사이에서 이동했고 4.2GHz 정도에 머무는 시간이 많았다. 반면 일체형 수냉 쿨러는 마찬가지로 일정 시간이 지나면 90도에 도달했으나 공랭과 다르게 오버클럭된 4.7GHz를 유지하는 시간이 길어 쿨링 성능을 고려한다면 일체형 수냉 쿨러가 유리하다.



오버클럭, 쿨링 솔루션 선택도 중요하다


프로세서의 꾸준한 성능 향상과 멀티코어의 등장으로 게임이나 소프트웨어도 이에 최적화되어 게임과 렌더링, 인코딩에 이르기까지 최신 프로세서를 이용하면 대부분의 작업을 진행하는데 부족하지 않는 성능의 PC를 구축할 수 있게 되었다.


하지만 하루가 다르게 그래픽 기술을 발전하고 고성능 CPU와 그래픽카드를 요구하는 게임이나 소프트웨어가 등장하고 있어 어느 사이에는 최신 PC도 성능이 부족한 상황에 직면하게 된다. 비용이 넉넉하다면 신제품으로의 교체가 가능하겠지만 여의치 않다면 오버클럭을 통해 부족한 성능을 보완할 수 있다.



오버클럭, 쿨링 솔루션 선택도 중요하다


오버클럭은 프로세서의 동작 클럭을 조정해 성능을 향상하는 방법이지만 CPU마다 다른 오버클럭 한계치와 안정적인 전원부의 메인보드와 파워서플라이(PSU)도 필요하며 쿨링 솔루션의 선택도 중요하다. 특히 정규 클럭 이상을 적용하는 오버클럭에서는 보다 안정적이면서 높은 클럭에 도달하기 위해 추가로 전압을 인가하는 과정이 필요한데 이 과정에서 기본 제공하는 번들 쿨러로는 감당하기 어려워진다.


일반적으로 오버클럭을 위해 선택하는 쿨링 솔루션은 공랭과 일체형 수냉 쿨러, 커스텀 수냉 쿨러다. 커스텀 수냉 쿨러는 설치가 복잡하고 비용도 많이 들어 사용 빈도가 높지 않은 편이며 고성능 공랭 쿨링 솔루션은 보급형 수냉 쿨러에 근접한 성능을 내주기도 하지만 보통 일체형 수냉 쿨러가 설치가 편하면서도 공랭 이상의 쿨링 성능을 확보할 수 있어 오버클럭용으로 선호된다.


물론 일체형 수냉 쿨링 솔루션은 공랭 쿨링 솔루션 대비 상대적으로 높은 가격대는 부담이 될 수 있지만 고성능 공랭 쿨러에 근접한 일체형 수냉 쿨링 솔루션도 등장하고 있는 만큼 비용이 부담스럽다면 합리적인 가격대의 일체형 쿨링 솔루션을 고려해볼 수 있다.


한편 오버클럭에서는 쿨링 솔루션이 중요한 열쇠가 되는데 보다 안정적이면서 오버클럭의 잠재력을 이끌어내는데는 공랭 쿨러보다는 일체형 수냉 쿨러가 유리하며 이와 같은 상황을 고려한 선택이 이루어진다면 보다 안정적인 오버클럭 환경 및 시스템을 구축할 수 있을 것이다.


 

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1 개의 댓글이 있습니다.
12 마린  
공랭은 수냉 쿨러보다 성능은 부족하지만 누수 위험도 없고 설치가 쉬워 많이 사용하네요 수냉도 일체형이나오면서 누수 가능성을 제외하면 설치는 공랭과 큰 차이 없고 성능은 향상할 수 있어 오버클럭에도 많이 사용하는 것으로 생각되네요
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