2021년 7월 퀘이사존 쿨링팬 60종 벤치마크

120 mm 40종, 140 mm 20종 '성능을 보자!'

퀘이사존 QM오즈
270 22893 2021.07.05 16:50


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2021년 7월 퀘이사존 쿨링팬 60종 벤치마크

120 mm 40종, 140 mm 20종 '성능을 보자!'


    어느새 2021년도 벌써 반이 지나고, 본격적인 무더위가 시작되는 7월이 되었습니다. 7월, 바로 본격적인 여름이죠. 가만히 있어도 땀을 흐르게 하는 더위는 육체적으로는 물론 불쾌지수를 상승시켜 정신적으로도 스트레스를 증가시킵니다. 이런 더위에 대항하여 선풍기는 기본이고, 이미 에어컨까지 가동하면서 여름을 버티고 있으실 텐데요. 우리 몸뿐만 아니라 퀘이사존 회원이라면 빼놓을 수 없는 '단짝', 바로 PC 하드웨어에도 여름은 참 힘든 계절입니다. PC가 있는 실내의 온도가 올라가면서, CPU와 그래픽카드 등의 주요 부품 온도도 자연스럽게 상승합니다. 그로 인해 얼마 전까지 잘 쓰던 PC가 재부팅이나 블루스크린 등 이상증세를 보이는 빈도가 늘어나기도 합니다. 그래서 여름을 대비하여 먼지 쌓인 필터나 통풍구를 청소하기도 하고, 쿨링 설루션을 사용 중인 제품보다 더 나은 것으로 교체하기도 하죠.


    흔히 PC 쿨링 설루션을 꼽아보라 하면 CPU 쿨러, 그래픽카드 쿨러 등을 떠올릴텐데요. 이런 쿨링 설루션에 공통으로 사용되고, 어찌보면 핵심이라고도 할 수 있는 부품이 바로 쿨링팬입니다. 퀘이사존에서는 2021년 7월, 본격적인 여름이 시작되는 시기를 맞이하여 쿨링 설루션의 핵심인 쿨링팬 벤치마크를 준비하였습니다. 퀘이사존 회원의 관심을 많이 받는 따끈따끈한 최신 제품을 포함하여 120 mm 40개, 140 mm 20개, 총 60개를 4개의 테스트 시나리오에 따라 테스트를 하였습니다. 본격적으로 성능 확인을 하기 전에 알아두시면 좋을 내용과 테스트 환경부터 살펴보겠습니다.




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▲ P/Q 커브 그래프(출처: Noctua 홈페이지)


    보통 쿨링팬을 구매할 때 확인하는 정보는 제품의 스펙입니다. 그중 제품 구매에 직접적으로 영향을 주는건 풍압, 풍량, 소음, RPM, LED 항목 정도인데요. 특히 '성능'에 집중할 경우 많은 소비자가 '풍압'과 '풍량' 2가지만 집중적으로 비교하기도 합니다. 실제로 PC 하드웨어 커뮤니티에서 라디에이터용이나 케이스용 쿨링팬 추천 요청 글에 제품의 스펙상 기재된 풍량과 풍압을 안내하며 제품 추천을 하거나 여러 제품의 풍량과 풍압을 주제로 의견을 교환하는 글을 어렵지 않게 볼 수 있습니다.


    하지만, 스펙상 풍압은 풍량이 0일 때 최대 풍압을, 풍량은 풍압이 0일 때 최대 풍량을 기재해 놓은 것으로 이 수치만으로 실제 사용환경에서 우열을 가리기는 사실상 힘듭니다. 이유는 위 P/Q 커브 그래프상에서 확인할 수 있는데요. 풀어서 설명하면 그래프 기준 스펙상 표기하는 풍압이 NF-F12는 약 2.3, NF-A12x25는 약 2.1로 되어있어 스펙상으로는 NF-F12가 풍압이 높아 라디에이터에 더 적합한 것으로 보이지만, 실제 라디에이터 환경에서는 NF-A12x25 더 뛰어난 성능을 보여줍니다. 마찬가지로 스펙상 풍량은 NF-S12A가 가장 좋지만, 실제 케이스 장착 환경에서는 NF-A12x25가 더 적합합니다.

    위 그래프상 watercooling radiator, aircooling heatsink, PC case 기준점은 환경에 따라 달라질 수 있습니다. 하지만, 특성은 비슷하게 유지된다고 보시면 됩니다. 이런 이유로 단순하게 스펙의 수치만 확인하고 제품을 선택하게 되면 기대에 못 미치는 성능에 실망하기도 하죠.




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퀘이사존 쿨링팬 성능 측정용 윈드 터널

    PC에서 가장 많이 사용하는 규격인 120 mm와 140 mm 쿨링팬 성능을 측정하기 위해 'KS B 6311 - 송풍기 시험 및 검사 방법'을 참고하여 윈드 터널을 자체 제작하였습니다. 윈드 터널 내부에는 난류와 와류 발생을 줄이고 공기 흐름을 직선 형태로 만들어주는 정류 격자(Flow Straightener)를 설치하였습니다. 사진상 왼쪽에 팬을 장착하고 오른쪽에는 풍속을 측정하기 위한 계측기를 장착합니다.





성능 측정을 위한 핵심 부품 testo 417 풍속계

    쿨링팬 성능을 수치로 확인할 수 있도록 testo사의 100 mm 베인vane 풍속계인 testo 417을 사용하였으며 윈드 터널과 풍속계를 연결해주는 부분은 해당 계측기 전용 퓨넬funnel 규격을 참고하여 3D 프린터로 제작했습니다. testo 417을 통해 측정한 풍속에 측정 지점 단면적을 곱해주거나 자체 기능을 이용하여 계산된 풍량을 확인할 수 있습니다.







쿨링팬 / 라디에이터 장착용 브래킷

    윈드 터널에 쿨링팬과 라디에이터를 장착할 때 필요한 브래킷입니다. 쿨링팬은 프레임의 바람 토출구 모양에 따라 크게 2종류로 나눌 수 있는데, 거기에 맞게 브래킷도 쿨링팬 크기에 따라 2종류로 제작하였습니다. 재질은 윈드 터널 주요 구성품처럼 아크릴이며 테두리에는 시나리오 #3 케이스 배기 테스트를 위해 철지를 부착했습니다.

 



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쿨링팬 소음 측정용 거치대

    쿨링팬 소음 측정을 위해 그냥 책상 위에 올려두고 측정하면 진동과 책상 면에 바람이 스치면서 의도치 않은 소음이 발생할 수 있습니다. 스펀지에 올려둔다고 해도 마찬가지인데요. 그 부분을 고려하여 무거운 알루미늄 프로파일과 인장 스프링을 사용하여 전용 거치대를 제작하였습니다. 알루미늄 프로파일 자체 무게와 인장 스프링 효과로 의도치 않은 소음을 최소화하여 좀 더 정확한 쿨링팬 소음을 측정할 수 있습니다. 참고로 팬을 라디에이터에 장착 했을 때 소음도 똑같이 위 거치대를 이용하여 측정하였습니다.





120 / 140 mm 쿨링팬 필터

   테스트 시나리오 중 하나인 필터 장착 시 성능을 측정하기 위해 쿨링팬에 장착할 수 있는 필터를 제작하였습니다. 얇은 플라스틱에 구멍이 뚫린 형태의 필터를 재단하여 사용하였는데 효율은 떨어지지만, 중저가 케이스에서 폭넓게 사용되고 있어 해당 재질을 선택하였습니다. 쿨링팬 흡입력으로 인해 필터가 빨려 들어가는 것을 방지하기 위해 별도의 지지 프레임도 부착하였습니다.


 


 

120 / 140 mm 라디에이터

    120 mm 라디에이터는 FPI(fin per inch)와 냉각수 튜브 개수 등 일반적인 규격의 1열 일체형 수랭 쿨러에서 라디에이터만 분리하여 사용하였으며, 140 mm 라디에이터는 적당한 1열 일체형 수랭 쿨러 제품이 없어 비슷한 바람 통과 저항성의 Bykski 140 mm 커스텀 수랭용을 사용하였습니다.




배기 성능 테스트용 덕트

   시나리오 #3 케이스 후면/상단 배기 환경에서의 쿨링팬 성능 측정을 위해 위 사진의 덕트를 제작하였습니다. 위에서 확인했던 아크릴 브래킷에 있는 철지에 밀착하도록 접촉부에 고무 자석을 부착하였습니다.





▲ 소음 측정실 및 소음계(Cirrus Research OPTIMUS+ CR-152A)


퀘이사존 소음 측정 플랫폼

    팬 성능에서 소음은 떼려야 뗄 수 없는 요소입니다. 이번 벤치마크처럼 일정 소음 기준으로 성능을 비교하려면 정확한 팬 소음 측정이 중요한데요. 퀘이사존은 소음 측정 전용 방음부스에서 Cirrus Research OPTIMUS+ CR-152A 소음계를 사용하여 시나리오별로 25 dB(A), 30 dB(A), 35 dB(A), 40 dB(A), 45 dB(A), FULL RPM 시 소음을 측정하였습니다.


퀘이사존 소음 측정실 및 고성능 소음계 소개 리포트 보기


 


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    120 mm 팬은 총 40개를 테스트하였습니다. 프로젝트를 진행하는 사이 새로운 제품도 출시되었는데, 그중에서도 출시된 지 얼마 되지 않은 ARCTIC P12 PWM PST RGB 0dB, ASUS ROG STRIX  XF 120, Thermalright TL-B12 같은 모델도 추가하여, 여러분들의 호기심을 조금이나마 해결해드릴 수 있도록 노력하였습니다.

 



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    140 mm 팬은 120 mm 팬 개수의 반인 20개를 테스트하였습니다. 120 mm 팬에 비해 기본적으로 제품 종류가 다양하지 않고, 신제품 출시 빈도도 낮은 편입니다. 그래도 나름 관심을 받을만한 제품들로 준비하였습니다. 다만, Thermalright TL-C14X라는 신제품이 곧 출시할 모양이더군요. 아쉽게도 해당 제품은 추후 테스트해보도록 하겠습니다.


 


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    시나리오 #1은 팬을 라디에이터에 장착했을 때 성능을 확인하는 테스트입니다. 아마 많은 분이 팬 성능 테스트에서 가장 궁금해하실 부분일 텐데요. 위에서 언급한 것처럼 일체형 수랭 쿨러 보급률을 고려하여 테스트용 라디에이터를 선택하였습니다. 참고로 테스트는 오픈 환경에서 진행된 것으로 케이스 내부에 라디에이터를 장착했을 경우는 시나리오 #2, #3까지 복합적으로 고려해야 합니다.


     시나리오 #2는 케이스 흡기 팬 전면에 먼지 필터가 있는 환경을 고려한 것으로 케이스 흡기용이나 라디에이터에 Pull(라디에이터 기준 배기 방향) 형태로 쿨링팬을 사용할 때 참고할 수 있는 테스트입니다. 케이스에 따라 먼지 필터 재질이나 통풍구 디자인 등이 다르긴 하지만, 중저가형 케이스에서 폭넓게 사용하는 필터를 기준으로 삼았으니 이점 참고 바랍니다.


     시나리오 #3는 케이스 후면/상단 배기 환경을 고려한 테스트입니다. 케이스마다 내부 구조와 쿨링팬 배치 등의 환경이 천차만별이기 때문에 대표성을 띤다기보다는 퀘이사존 자체 기준으로 설정했다고 보시면 됩니다.


    시나리오 #4는 쿨링팬 기본 성능을 확인하는 테스트로 윈드 터널에 쿨링팬만 장착합니다. 쿨링팬과 아크릴 브래킷 접촉부에서 바람이 새어 나오지 않도록 조각 접착제(재사용 가능)를 사용하여 밀폐 처리하였습니다. 사실 일반적인 PC 시스템에서는 팬만 덩그러니 놔두는 경우가 없기 때문에 실사용 환경과는 동떨어진 시나리오입니다. 다소 극단적으로 말씀드리면 실사용 환경에서는 무시해도 될 테스트이므로 단순히 참고용으로 보시면 됩니다.

 



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    그래프 개수가 워낙 많아 한정된 첫 페이지에 어떤 그래프를 넣을지 고민을 많이 했는데요. 실사용 환경을 고려하여 아주 극단적인 저소음이나 소음을 무시한 성능 위주의 환경이 아닌 소음과 성능 균형을 고려하여 시나리오별 35 dB(A) 기준 그래프를 대표 결과 그래프로 선정하였습니다. 추가로 관심도가 가장 큰 테스트인 시나리오 #1 라디에이터 성능 그래프 전체도 첫 페이지에 첨부했습니다. 나머지 시나리오 #2, #3, #4 테스트 결과는 각 챕터 페이지에서 확인할 수 있습니다.


    우선 120 mm 팬 35 dB(A) 기준 결과를 보면 시나리오에 상관없이 Noctua NF-A12x25 PWM에 눈길이 갈 수밖에 없습니다. 익히 알려진 대로 이름값에 걸맞은 모습이죠. 가격 대비 성능이 뛰어난 걸로 유명한 ARCTIC P12 PWM 역시 주요 테스트 환경인 시나리오 #1, #2, #3에서 최상위권 이름을 올렸습니다.


    이렇게 이미 소음 대비 고성능 제품으로 알려진 제품 외에 눈길을 끄는 새로운 제품들도 있습니다. 그중에서도 출시된 지 얼마 안 된 Thermalright TL-B12가 단연 돋보입니다. 이 제품도 모든 시나리오에서 최상위에 이름을 올렸는데요. ARCTIC P12 PWM보다도 조금 더 좋은 성능을 기록하였습니다. 동사의 TL-C12 시리즈 역시 뛰어난 성능을 보여주어 쿨링 설루션의 명가다운 모습입니다. 기존 ARCTIC P12 시리즈에 RGB LED를 탑재하고, 프레임과 블레이드 디자인에 약간 변화를 준 P12 PWM PST RGB 0dB도 성능이 준수한 편입니다.


    다만, 많은 분들이 관심을 가진 Thermaltake TOUGH 12시리즈는 시나리오 #2, #3, #4에서는 아쉬운 대로 상위권에 이름을 올렸지만, 라디에이터 테스트인 시나리오 #1 환경에서는 꽤 아쉬운 결과를 보여주는데요. 블레이드 자체는 Noctua NF-A12x25 PWM과 비슷하여 RPM 대비 소음 역시 비슷했지만, 프레임 디자인을 비롯한 세부 디테일에 차이가 있어 기대만큼의 성능을 보여주지 못하는 걸 확인했습니다. 개인적으로도 라디에이터용 팬은 심미적 디자인을 가미된 프레임보다는 투박하더라도 기본적인 사각형 프레임을 적용하는 게 좋다고 보기 때문에 이런 부분에서 아쉬움이 많이 남았습니다.

 



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    라디에이터 테스트 40 dB(A) 기준에서 미세하지만 Thermalright TL-B12가 Noctua NF-A12x25를 제친 것이 인상적이네요.




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    140 mm 팬 35 dB(A) 기준에서는 단연 ARCTIC P14 PWM PST를 최고의 제품으로 꼽을 수 있습니다. 특히 라디에이터와 필터 테스트에서 압도적으로 뛰어난 결과를 확인할 수 있습니다. 케이스 배기 테스트에서도 최상위권에 이름을 올렸습니다. 그다음으로 Thermalright C14 시리즈의 성능도 눈에 띕니다. 사실 Thermalright C14 시리즈는 이미 140 mm 팬 중 고성능 제품으로 알려진 동사의 TY-147SQ와 기본 디자인이 거의 같은 제품으로 성능 역시 뛰어남을 확인할 수 있습니다. 

 



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    관심도가 높은 라디에이터 테스트에서는 'ARCTIC P14 PWM PST와 그 외'라고 해도 될 만큼의 결과인데요. 물론 소음에 상관없이 오로지 최고의 성능만을 추구한다면 최대 RPM의 한계로 인해 40 dB(A) 기준부터 빠지는 ARCTIC P14 PWM PST가 부족하게 느껴질 수도 있습니다.

 

※ 성능 그래프 개수가 많아 소음 대비 성능이 가장 균형 잡힌 35 dB(A) 기준과 가장 관심도가 높다고 판단한 라디에이터 성능 그래프만 첫 페이지에 첨부했으며, 나머지 시나리오 #2, #3, #4 테스트 결과는 각 챕터 페이지에서 확인할 수 있습니다.

※ 특정 소음 결과 그래프에서 이름이 빠진 제품은 소음 기준에 도달하지 못해 제외된 것입니다.

※ 대부분 모델별 1개 제품으로만 테스트를 진행하여, 샘플 상태에 따라 결과는 달라질 수 있음을 밝혀둡니다.



 

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■ 퀘이사존 쿨링팬 벤치마크 프로젝트를 위한 대장정의 시작

    PC에서 사용하는 팬은 다른 부품에 비해 상대적으로 비교우위를 직관적으로 확인하기 어려운 편입니다. 종종 공랭 혹은 수랭 쿨러를 이용하여 비교하는 콘텐츠도 있긴 하지만, 주변 온도제어가 어렵다 보니 2~3종 정도의 극히 제한된 제품만 비교하는 경우가 많았습니다. 그래서 퀘이사존에 합류하기 전 다른 곳에서 진행했던 팬 성능 벤치마크 기사(2018, 2019년 해당 기사 역시 제가 기획하여 진행하였기 때문에 방식 및 용어에 유사성이 있을 수 있음)에서 보여주었던 뜨거운 유저들의 반응에 뿌듯함을 느끼기도 했습니다. 개인적으로 워낙 쿨링 설루션에 관심이 많아 주목받는 신제품 팬들이 출시될 때마다 테스트 해보고 싶은 욕구가 샘솟았는데요. 퀘이사존에 합류 후에도 시기를 조율하다가 2020년 연말부터 테스트를 위한 플랫폼 제작을 시작하였습니다. 이번에는 윈드 터널 제작에 산업 규격을 참고하였고, 방음 부스와 고성능 소음계를 제대로 활용하기 위해 알루미늄 프로파일 거치대를 제작하여 팬 소음 측정에도 더욱 신경 썼습니다. 2021년 2월에 테스트 플랫폼 제작을 완료하였고, 각 시나리오별 소음 측정은 3월 초에 완료하고 본격적인 성능 테스트에 돌입하였습니다.


    아무래도 기본 업무를 우선 처리해야 하는 상황이고, 새로운 팬을 조금씩 추가하다 보니 계획보다 일정이 많이 지연된 점 지금도 아쉽게 생각합니다. 다만 일정 지연 덕분(?)에 따끈따끈한 주요 신제품도 벤치마크에 추가할 수 있어서 그 점은 다행이라고 생각합니다.


■ '명불허전' 재확인과 '다크호스' 등장

    120 mm 팬 중에서는 Noctua NF-A12x25 PWM, ARCTIC P12 PWM는 시나리오에 상관없이 소음 대비 뛰어난 성능을 확인할 수 있었습니다. 명불허전임을 재확인한 셈이죠. 여기에 2020년 초, 해외직구를 한 유저들로 인해 유명해진 Thermalright TL-C12 시리즈 역시 준수한 성능 보여줍니다. 특히, Thermalright TL-C12 시리즈는 RGB LED를 탑재한 제품도 있어 성능과 RGB LED 모두를 챙기고 싶은 분들에게도 적합한 제품입니다. 블레이드 디자인과 프레임을 변경하여 ARCTIC P12 PWM보다는 다소 부족하지만, RGB LED를 탑재한 ARCTIC P12 PWM PST RGB 0dB도 성능과 외형 모두 준수합니다.


    하지만, 뭐니 뭐니 해도 이번 벤치마크의 다크호스는 Thermalright TL-B12입니다. 모든 시나리오에서 상위권에 이름을 올렸습니다. 라디에이터 테스트에서 저소음 기준에서는 다소 아쉽긴 했지만, 소음이 높아질수록 성능 효율이 눈에 띄게 상승하는 것을 확인할 수 있었습니다. Noctua NF-A12x25 PWM 특유의 '똥색'과 ARCTIC P12 PMW의 프레임 및 케이블 내구성 등에 불만인 분들에게 관심을 받을만한 제품입니다.


    140 mm 팬 역시 기존에 알려진 대로 ARCTIC P14 PWM PST의 독보적인 성능을 재확인했습니다. 그다음으로 Thermalright TY-147SQ 시리즈 디자인을 거의 그대로 계승한 Thermalright TL- C14 시리즈를 꼽을 수 있겠네요. TC-C12 시리즈처럼 TL-C14 시리즈도 RGB LED를 탑재한 TL-C14S ARGB 모델이 있습니다.


    참고로 Noctua NF-A12x25 BLACK 버전은 계속 지연되어 최근 공개된 로드맵상으로는 2021년 4분기 예정이고, 140 mm 버전은 2022년 1분기로 또 다시 연기되었습니다. 제가 PC 하드웨어 커뮤니티에 Noctua Next Generation 120 mm, 140 mm 팬에 대해 최초로 글을 올렸던 게 2015년이니 정말 오래 기다리게 하는군요.


■ 요즘은 비주얼 시대, 성능이 전부일까?

    RGB LED는 이제 들어가지 않은 제품을 찾는 게 오히려 어려울 정도로 대부분의 PC 부품에 적용되고 있습니다. 이런 시대이니 만큼 PC LED 튜닝의 '근본'이라고 할 수 있는 쿨링팬도 단순히 LED를 적용하는 것에 그치지 않고 있습니다. 더욱더 다양하고 화려한 연출을 위해 다수의 LED 모듈 탑재와 전용 소프트웨어를 지원하는 제품이 지속적으로 출시되는 상황이죠. 다른 부품도 마찬가지지만, LED 연출 하나가 제품 구매를 결정 짓는 중요 요소이기도 한만큼 'RGB LED' 트렌드를 추구하는 유저에게는 오히려 성능보다는 RGB LED를 앞세운 비주얼이 뛰어난 제품이 더 적합합니다. 물론 비주얼과 성능 모두 뛰어난 제품이 있으면 좋겠지만, 성능이 좋은 제품 중에서는 단순 RGB LED 탑재를 넘어선 차별화된 비주얼을 보여주는 제품은 아직까진 찾아보기 힘든 상황입니다.


■ 선택은 사용자의 몫이지만, 그 선택에 도움이 되길...

    위에서는 개인적인 기준으로 정리를 해놓았지만, 실제 사용자들의 여건과 취향에 따라서 결론은 충분히 달라질 수 있습니다. 특히, 최근에는 부담스러울 정도로 높아진 가격의 프리미엄 제품이 다수 등장하여 아무리 성능이나 비주얼이 뛰어난 제품이라 하더라도 여건상 구매 할 수 없을 수도 있습니다. 또, 소음을 무시하고 오로지 성능만을 추구하는 분들도 분명 있기 때문이죠. 따라서 소음 대비 성능에 초점을 맞춘 이번 쿨링팬 벤치마크가 절대적인 '정답'이라고는 할 수 없습니다.


    하지만, 팬 구매 시 후보군을 정하거나 다양한 팬의 성능을 직관적으로 알고 싶은 분들에게 이 정도 자료면 충분히 도움이 된다고 생각합니다. 다양한 팬을 시나리오별로 벤치마크를 진행하는 곳은 국내는 물론 해외에서도 거의 찾아보기 힘들기 때문인데요. 앞으로도 퀘이사존 사이트를 방문하면 여러분들이 궁금해하는 팬 성능을 확인할 수 있도록 노력하겠습니다.




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