수랭

사진 출처.
CPU + 2 CF VGA 까지 수랭을 사용한 커스텀 수랭 시스템.

1 개요

말 그대로 열을 전달하는 매질이 액체인 방식. 펌프를 이용해 냉각수를 순환시켜 장치에서 발생한 열을 이동시킨 다음 외부에서 냉각한다. 공랭식보다 효율이 좋고 소음이 상대적으로 적은 장점이 있지만 초기 비용이 많이 들고 설치가 복잡하다는 단점이 있다. 게다가 설치 후에 부품교체를 할 때마다 냉각시설을 차단 및 분해하고 다시 재조립하는 과정이 들어가니 유지보수도 곤란하다. 덤으로 펌프를 사용해서 고압의 액체를 순환시키기 때문에 장시간 사용하면 누수 현상이 발생하기 쉽다. 이 방식과 유사하나 물 대신 냉매나 기름을 사용하는 경우도 있다.

2 상세

요즘 수랭에서 주로 쓰이는 냉각수는 비전도성 냉각수(증류수+첨가물)를 사서 사용하거나 아니면 증류수에 살균제와 부식방지제[1]와 색소 등을 추가하여 만든다. 증류수에는 전기가 잘 통하지 않기 때문에 일반적으로 회로에 떨어져도 회로 쇼트로 이어지지 않는 경우가 보통이다. 다만 오래 사용하거나 이런저런 사정으로 인한 나머지 순도가 떨어지거나 전도성을 띠게 된 뒤 쇼트가 나는 경우도 있긴 하다.

굉장히 복잡하기 때문에 왜 이딴 짓을 하는지에 대해 궁금해 하는 유저들도 있는데 물은 히트파이프의 냉매와 같이 열을 전달하는 매질일 뿐이지만, 물이 공기보다 밀도가 더 커 더 많은 열을 저장할 수 있고 열전도율도 공기보다 커 열교환이 빠르게 일어나고 비열이 커 온도도 늦게 상승해서 열전달 매질로서 더 적합하다. 공랭쿨러는 아무리 히트파이프를 많이 꽂더라도 열원에서 멀어질 수록, 그러니까 히트파이프의 끝쪽 방열핀일 수록 열을 전달받지 못하는데다 날씨 자체가 더우면 아무리 통풍을 잘 해도 CPU 온도가 거기 맞춰서 막장이 되는데 반해 수랭은 3~4미터 혹은 더 멀리 수로를 늘리거나 라디에이터를 엄청나게 큰 걸 써도 열을 전달하데 큰 무리가 없다. 다만 비상식적으로 오버클럭을 심하게 하는 경우가 아니면 히트파이프로도 충분하다.

사실 공랭보다 투자 비용에 비해 효율이 그리 좋지 않다는 의견도 있다. 수랭과 히트파이프는 근본적 원리는 똑같다. 다만 열을 전달하는 매질이 물이냐 냉매이냐 뿐. 수랭이라고 해서 팬이 아예 필요 없는 게 아니고 물을 전달하기 위한 펌프에서 특유의 심장 뛰는 소리같은 펌프 작동음과 진동이 발생하며 필요하며 데워진 냉각수를 라디에이터에서 식히기 위해 팬이 회전하는데 컴퓨터 내부가 찜통이 안 되는 대신 외부가 찜통이 되는 건 피할 수 없다. 거기에 호스를 연결하기 위한 피팅과 밸브 등을 구매해야 하며 각각의 부품에 맞는 수랭 블록을 씌워줘야 하고 그것은 부품이 바뀔 때마다 맞는 것으로 바꿔줘야 하며 또한 필요한 부분마다 따로 수랭 블록을 달지 않으면 공랭방식 cpu쿨러가 부수적으로 해주는 효과인 메인보드 전원부 및 메모리 부분에 대한 쿨링도 전무하다시피 하다.그리고 수랭블록들은 구리와 같은 비싼 금속들로 만들어져 있으므로 더럽게 비싸다. 그리고 수랭 블록을 다시 팔려고 하면 개똥값. 아니 사는 사람이 거의 없다. 그래서 수랭 시스템을 만드려면 수랭 시스템에만 컴퓨터 본체 가격이 나온다.

공랭을 수랭으로 바꾼다고 PC에서 발생한 열이 어디로 사라지는 것도 아닌데다가 일단 발생한 열을 식히기 위해선 같은 면적의 열 방출면 기준 같은 양의 외부공기 흡기가 필요하다는 과학적인 분석도 있다. 결국 어지간한 고급형 공랭 쿨러보다 최소 두세배 비싼 수랭시스템이 제 값을 못한다는 이야기인데 진실을 알기 위해선 더 전문적이고 체계적인 연구가 필요할 듯 하다. 그래도 장점을 보자면 공랭보다 방열면적을 키울 수 있고 그로인해 단위면적당 발열량이 줄기 때문에 팬 동작 rpm을 줄일 수 있고 소음도 줄게 된다. 수랭시스템에서 무소음은 절대로 불가능하나 극 저소음 상태에선 공랭보다는 성능이 좋다. 본체 속에 갇혀 빙글빙글 도는 공기가 생기고 시스템 쿨러를 몇 개씩 깔며 그걸 또 수시로 교체 혹은 수리해야 그나마 제성능이 나오는 공랭에 비해 바로 바깥 바람을 쐬어 열을 식혀줄 수 있다는 것도 큰 의의.

3 여담

참고로 이짓을 건물단위로 하는 용자집단도 있다. 바로 외계인 인권 사각지대 구글. 핀란드에 있는 제지공장을 사들여서 그 건물을 해수 냉각 시스템을 가진 데이터센터로 개조해 버렸다(!).

수랭식은 공랭식에 비해 냉각에 공간을 많이 필요로 하지 않아서, 크기를 극단적으로 줄여 컨테이너 안에 서버를 우겨넣는 데 쓰이기도 한다.


문제점으로 안의 냉매가 터지면 이렇게 된다(...)

4 일체형 수랭

주로 수랭방식의 CPU 쿨러로 제품이 만들어 진다.
완제품으로 나오는 수랭방식은 복잡한 것 없이 바로 사용할 수 있지만 동가격의 공랭쿨러와 성능이 비슷하거나 밀리는 단점이 있다. 특히 일체형 수랭쿨러의 경우 비슷한 가격의 대형 공랭 쿨러에 비해 벤치마크 결과가 그리 좋은 편도 아니고 방열면적도 적고 Fin Per inch도 높아 RPM이 높은 팬을 사용해야 해 소음대비 효율도 떨어지는 편. 물론 라디에이터 크기를 키우고 팬도 120mm 짜리 두 개를 사면 효과가 있지만 대신 가격이 보급형 그래픽카드 수준으로 올라가기에 그냥 공랭을 쓰고 주기적으로 청소를 하는 게 효율적인 상황이 발생한다.

다만 팬 2열 이상을 장착할 수 있는 수준(2열 라디에이터)부터는 확실히 웬만한 공랭쿨러보단 높은 성능을 내준다. 내부에 먼지가 쌓이지 않는 것과 케이스가 어디 있건 간에 적정 온도를 유지할 수 있는 것, 그리고 상대적으로 CPU에 장착되는 블럭이 공랭쿨러보다 훨씬 면적이 좁다 보니 장착하기 편리하다는 것은 장점. 완제품 수랭쿨러랑 동급의 상위급 공랭쿨러는 하나같이 크고 아름다운 녀석들이라 경우에 따라선 장착이 제한적인 경우가 많다는 걸 생각하면...다만 CPU 주변에 공기가 거의 흐르지 않으므로 대부분의 상황에서 전원부 온도가 공랭쿨러에 비해선 꽤 높게 측정되는 단점이 있다.[2] 다만 전원부까지 덮는 수랭 자켓이 나오고 있는 상황이니 크게 문제될 것은 없다.

하지만 누누히 말하지만, 일체형 수랭도 펌프는 반영구가 절대로 아니다. 코어온도와 펌프속도에 따라서 다르지만 얼추 2~3년 사이에 펌프 성능이 절반으로 떨어지니, 오래 쓰다 코어 온도가 올라가거나 펌프소리가 커지면 펌프수명이 거의 다 된 것이다. 사실 일체형 수랭이 보급이 몇년이 지나면서 최대단점이 드러났는데, 초기에 나온 일체형 수랭의 펌프 수명이 다 돼 AS를 받으러 갈 때 쯤이면 보증이 끝나 그냥 새 물건을 살 정도의 공임비를 요구하고 AS기사도 수리가 되도 방수는 보증이 안된다고 말을 할 정도이다.

5 그래픽카드에서의 수랭

간혹 그래픽카드에서 수랭을 쓰기도 하는데, 과거에는 R9 295X2 같은 초고급형에만 쓰였지만 2015년 6월 AMD가 Fury X에 수랭 쿨러를 붙이고 649달러의 가격표를 달아 출시하였다.[3]

또한 대부분의 퍼포먼스/하이엔드급 레퍼런스 그래픽카드의 경우 여기에 장착할 수 있는 하이브리드 수랭쿨러 솔루션[4] 이 여러 회사에서 출시되어 있다.

물론 커스텀 수랭을 위해 GPU 코어, VRAM, 전원부까지 물로 냉각할 수 있는 워터블럭도 출시되고 있으며, 비레퍼런스 카드의 경우 대부분 얄짤없이 전용 워터블럭을 구매해야 한다.

6 수랭을 사용할 경우 방 자체의 온도가 감소한다?

수랭을 사용할 경우 방 자체의 온도도 감소한다는 도시전설에 대한 병림픽이 루리웹에서 15/08/07 오후 1시 40분 기준 1854개라는 엄청난 덧글을 기록하고있다.

대충 논쟁 시작을 요약하면
1. 글쓴이가 시스템 온도가 높아 커스텀 수랭을 했고 발열을 잡는 데 성공하였으나
2. 한 유저가 커스텀 수랭으로 인해 방의 온도는 더 빨리 상승할거다라고 댓글을 달았고
3. 그 댓글에 글쓴이는 오히려 방 온도도 전보다 내려갔다고 답글을 달아
4. 또 다른 유저로부터 열량 보존의 법칙 설명이 시작됐고 수많은 덧글이 달리기 시작했다.

쿨엔조이를 시작으로 다른 싸이트들에도 간간히 이 소식이 퍼지고 있는데 문제는 그곳에서도 의견이 조금씩 갈린다.

기본적으론 에너지 보존 법칙에 의해 온도는 유지된다를 토대로 배댓이 달리며 의견이 모이지만, 수많은 의견 및 병크가 섞이고 한번 답변해도 너무 길다보니 다시사람들이 질문하는 게 반복되고 있다.

초기에 글쓴이가 라디에이터와 컴퓨터 내부의 온도가 3~40도라고 주장을 했으나, 글쓴이의 부재중에 위 주장은 철저히 무시돼버린 채 시스템 온도 80도+밀실이라는 전재하에 병림픽이 일어났고 1000플이 넘기에 이른다. 그리고 나중에는 쿨링 시스템 및 글쓴이 비방까지 이어지는 이상한 상황까지 벌어지는 사태가 일어났다.
추후 추가된 글쓴이의 사과와 설명을 통해 방은 넓고 통풍이 잘 되는 구조이며 라디에이터의 방향은 사용하는 케이스의 권장 사양이고 테스트 결과 추가 발열과는 전혀 관계 없음을 밝혔다.

글쓴이나 누군가가 체계적으로 실험해서 결론내지 않는한 애매모호하게 결론이 날듯하였으나 15/08/07 5시 기준으로 글쓴이의 해명 겸 사과로인해 일단 대첩은 끝난 것으로 보인다. 덧글의 증가량도 거의 없는 수준.

참고로 최초의 토론의 주제는 글쓴이가 정말로 커스텀 수랭으로 인해 방의 온도가 내려갔는가?(or 올라갔는가?)였으나 점점 주제가 미세하게 틀어지기 시작해서 정확한 전제도 상황도 쿨러 종류도 없이 일종의 사고실험화한 게 병림픽의 극대화를 일으켰다. 즉 다들 각자만의 사고실험을 만들어서 그걸토대로 이야기를 하다보니 같은 주제를 말하는 거같아도 말하고자 하는 바, 그걸 도출하는 근거(의 상황)등이 다 다른 것.

참고로 덧글을 토대로 이 주제를 명확히 하려면 일단 아래와 같은 정보들이 필요한 듯하다.

1. 사용한 컴퓨터 시간 및 작업의 종류
2. 방의 기존의 온도
3. 수랭의 펌프의 전력량
4. CPU의 온도에 따른 효율 변화 그래프
5. 냉각수의 최대 비열과 냉각수가 보유가능한 열 에너지량
6. 라디에이터가 얼마나 빨리 냉각수의 열을 식히는가
7. 방의 환기가 이루어지는가. 즉 닫힌 공간인가 아닌가. 또한 환기가 이루어진다면 풍량은 어느정도인가
8. 에어콘이 존재한다면 어디에 위치하며, 사용자와 컴퓨터의 위치관계는 어떻게 되는가
9. 기존의 공냉(기존에 공냉으로하다가 바꿔서 이리됐으므로)에 관련된 여러 정보들
10. 방의 크기
11. (이하생략)

뭔 절반이 병림픽 이야기야

유튜브의 LinusTechTips 채널에서 이 주제를 두고 실험을 했다. #

실험 결과 수랭으로 하나 공랭으로 하나 방 온도에는 변화가 없다는 사실이 밝혀졌다.
  1. ↑ 보통 프로판디올이나 에탄디올을 많이 쓰나 에탄디올은 독성이 있어 프로판디올을 더 많이 쓴다(프로판디올은 스프라이트 등의 식품에도 들어간다).
  2. ↑ 전원부/노스브릿지 발열이 골칫거리인 X58 및 AM3+,2011소켓 계열에선 의외로 복병이 될 수 있다.
  3. ↑ 사실 엄밀히 말하면 7990 MARS 등처럼 295x2 이전에도 수랭을 채용한 VGA가 존재했으며, 커스텀 블럭을 달아 VGA/CPU 전체를 수랭식으로 구성하는 것은 그보다 더 오래전부터 보편화되어 있었다. 다만 '레퍼런스'로서 수랭을 기본으로 장착한 건 295x2가 최초.
  4. ↑ GPU 코어, 경우에 따라서는 VRAM까지 수랭 쿨러가 냉각하고 전원부의 경우 따로 방열판을 달고 소형 공랭 쿨러로 냉각하는 방식이다.