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퀘이사전
:
메인스트림 군 제품이라 해도 시대 흐름에 따라서 그 가격도 성능도 변하기 마련입니다. 한 가지 예를 들어, 삼성전자 ANYCALL애니콜을 기억하시나요? 제 첫 핸드폰이었던 ANYCALL의 '박정아 폰(SCH-E200)'은 당시 메인스트림 제품으로 40만 원이 안 되는 가격이었습니다. 그리고 최근 출시하는 메인스트림 스마트폰인 삼성전자 갤럭시 A52은 출고가가 59만 원 후반입니다. 약 1.5배 비싸졌다고 생각할 수 있겠지만, 물가 상승률을 고려하면 비슷하다고 할 수도 있습니다. 하지만 성능은, 당시 플래그십 제품보다 월등히 좋아졌죠. 이렇듯 시대가 흐르고 기술이 발전함에 따라 메인스트림 급 성능도 변하고 있습니다.
이번엔 PC 시장을 들여다보겠습니다. 약 5년 전 제가 하드웨어에 관심 갖기 시작했을 때, Intel에서 7세대 CPU인 카비레이크가 출시했습니다. 당시 메인스트림 시스템이라 하면 Intel Core i5-7500에 NVIDIA GeForce GTX 1060 조합으로, 저를 포함한 다수의 소비자가 비슷하게 구성했었습니다. 그리고 칼럼 작성일 기준으로 메인스트림 급 시스템은 Intel Core i5-12400F에 NVIDIA GeForce RTX 3060 조합인데요. Core i5 시리즈와 GeForce xx60 시리즈 조합으로 등급상 변화는 없지만, 성능에는 변화가 있습니다. 그리고 보이지 않는 곳에서 변화가 생겼는데요. 바로 권장 파워서플라이 용량이 바뀌었습니다. GTX 1060 권장 파워가 400W 이상으로 500W급 파워서플라이를 사용했다면, RTX 3060은 550W에서 높게는 650W까지 오르면서 700W급 파워서플라이가 메인스트림 자리를 차지하게 되었습니다.
2020년 9월경, 퀘이사 칼럼을 통해 에너지옵티머스 EXCEL PRO 80PLUS STANDARD 230V EU 시리즈를 소개해드린 바 있습니다. 보급형 시장을 공략하기 위한 제품으로 출시했죠. 하지만 메인스트림 시장 판도가 바뀌면서 EXCEL PRO도 변화가 필요했습니다. 230V EU STANDARD에서 BRONZE 등급으로 상향, 작아진 섀시 그리고 케이블 구성에도 변화를 주면서 에너지옵티머스 EXCEL PRO 750W로 새롭게 등장했습니다. 이어지는 사진과 글을 통해 최신 트렌드에 맞게 변했을지 확인해보도록 하겠습니다.
박스 디자인은 기존 EXCEL PRO 그리고 ORBIT 시리즈와 같습니다. 검은 바탕에 흰 글씨를 사용했죠. 전면에는 모델명, 정격용량 표기 그리고 80PLUS 230V EU BRONZE 인증만 단출하게 표기했습니다. 다른 면에도 에너지옵티머스 로고와 제품명만 표시했죠. 일반적으로 박스에 제품 이미지와 스펙 또는 특징을 표기하는데, 그에 비하면 깔끔하게 디자인했습니다. 박스를 열면 비닐에 감싸인 파워서플라이 본체와 사용자 매뉴얼이 나타나며 케이블은 에너지옵티머스 로고를 프린트한 마분지로 분리했습니다.
구성품은 파워서플라이 본품, 전원 케이블, 사용자 매뉴얼, 케이블 타이 및 조립용 나사를 제공합니다. 단출하지만 필수 구성품만 넣은 일반적인 파워서플라이에서 볼 수 있는 구성이죠.
▲ 사진을 누르면 확대해서 볼 수 있습니다
상단 중앙에 에너지옵티머스 엠블럼을 부착했고 에어홀은 벌집 모양으로 뚫은 후 구릿빛 금속 프레임으로 마감했습니다. 기존 EXCEL PRO와 같은 디자인인데요. 한 가지 차이가 있다면 기존에는 길이가 160 mm였다면, 새로워진 EXCEL PRO는 섀시 길이가 표준 ATX 규격(140 mm)를 준수하고 있어 케이스 호환성 면에서 좋아졌습니다. 측면에 부착한 스티커엔 에너지 옵티머스, EXCEL PRO, 80PLUS 인증 로고, 750W(용량)을 표기해 기존과 구성은 같습니다. 다만 BRONZE 인증으로 등급에 맞게 인증 로고도 바뀌었습니다. 스펙 표를 프린트한 스티커는 하단(PCB 장착부)에 부착해 깔끔하게 유지했습니다.
기존 EXCEL PRO는 후면 에어홀을 사각형 패턴이었지만, 이번엔 벌집 모양으로 구성했습니다. 그리고 전원 케이블 포트 아래쪽에는 "본제품은 220V 전용입니다."라는 문구가 적힌 스티커를 부착해 오용을 방지하고 있습니다.
※ 측정 방식에 따라 차이가 있을 수 있습니다.
플랫 케이블과 M/B 20+4핀에 슬리빙 마감은 유지했습니다. 하지만 케이블 구성에는 변화가 있었습니다. 우선 CPU 4+4핀은 총 2개를 제공해 X570 또는 Z690 같은 8+8핀 연결이 가능한 건 같지만, 기존에는 독립된 케이블이었다면 이번에는 Y자(브리지) 형태로 바뀌었습니다. 그리고 PCI-E 6+2핀 케이블은 Y자 형태로 제공하지만, 개수가 2개로 늘어나 8+8핀 구성을 각개 1:1로 연결은 가능합니다. 그리고 사용 빈도가 줄어든 FDD 케이블은 제외했습니다.
AWG = 케이블 피복을 제외한 내심(실제 전선)의 굵기를 표시하는 단위로, AWG가 작을수록 굵은 내심을 가진 두꺼운 케이블입니다. 되도록 굵은(AWG 숫자가 낮은) 케이블을 쓰는 것이 안정적입니다. PC용 파워서플라이에서는 주로 18 AWG 두께 케이블을 주로 사용하고 있습니다.
내부는 기존 EXCEL PRO 700W 제품과 비슷하게 구성했습니다. EMI 2중 필터, Active-PFC, 트랜스 그리고 방열판을 PCB에 구성했죠. 1차 측 콘덴서는 Nippon Chemi-Con 470uF / 420V - 105℃ 콘덴서를 탑재했고, 2차 측은 Nippon Chemi-Con 2200uF / 16V와 2200uF / 10V 전해 콘덴서와 270uF / 16V 솔리드 콘덴서를 사용했습니다. 스위칭 변환부는 메인 트랜스와 스위칭 트랜스로 구성했으며, 트랜스 용량은 스티커에 표기하고 있습니다.
사용 중 발생할 수 있는 만약의 상황에 대비하기 위해 6중 보호회로를 지원합니다.(내역은 아래와 같습니다.)
OVP (Over Voltage Protection) = 과전압 보호회로
UVP (Under Voltage Protection) = 저전압 보호회로
SCP (Short Circuit Protection) = 단락(합선) 보호회로
OCP (Over Current Protection) = 과전류 보호회로
OPP (Over Power Protection) = 과전력 보호회로
OTP (Over Temperature Protection) = 과온도 보호회로
쿨링팬은 Yate Loon Electronics의 D12SM-12(DC 12V, 0.3A)을 탑재했습니다. 슬리브 베어링에서 나선형 홈을 추가해 수명을 개선한 라이플Rifle 베어링을 사용했습니다. 볼 베어링에 준하는 수명을 보장한다고 하지만, 내부 윤활유가 고온에서 빠르게 증발한다는 단점은 여전히 가지고 있습니다.
80PLUS 인증이란 무엇인가?
파워서플라이(Power Supply Unit : PSU) 효율에 관한 인증 부분에서 가장 신뢰가 높은 인증 기준값이라 할 수 있습니다. 효율적인 에너지 사용을 권장하기 위해 만들어진 규격으로, ECOS(미국 에너지 효율 인증 기관)에서 2004년부터 시작되었습니다. 파워서플라이 부하에 따른 효율 부분에 대한 규격으로 10% 부하에서부터 20%, 50%, 100% 정격 부하 환경에서 80% 이상의 효율 성능을 보여주는 제품에만 제공되는 인증마크입니다. (80PLUS 공식 홈페이지 참고)
파워서플라이 테스트 간 장비, 환경 등 다양한 원인으로 인해 변인 통제를 100% 완벽하게 하기란 실제로 불가능합니다. 다만, 퀘이사존 자체 가이드라인에 따라 공정성과 객관성에 문제가 없도록 파워서플라이 모든 제품에 동일한 테스트 방식을 적용하여 진행하고 있습니다.
퀘이사존 파워서플라이 테스트는 아이텍일렉트로닉스 IT8511+ & IT8512+ 초고속 로드 장비와 LeCroy LT354 장비를 통해 진행하였으며, 테스트 진행 전 30분간 파워서플라이 100% 로드 부하 환경을 유지합니다. 이후 10%부터 100% 구간까지 각각 구간을 20분씩 테스트하여 효율 결괏값을 각 도표에 반영하여 표기하고 있습니다.
에너지 옵티머스 EXCEL PRO 750W는 230V EU BRONZE 인증을 받았습니다. 최대 효율 88%(Typical 기준, 50% 부하)를 보장합니다. [80PLUS 인증 기준값, 20% 로드 시 = 85%, 50% 로드 시 = 88%, 100% 로드 시 = 85%]
파워 테스트 결과, 최대 효율은 30% 구간에서 88.93%로 측정되었습니다. 50% 구간에선 88.39%로 230V EU BRONZE 최대 효율 88%도 충족하며 전 구간에서 오차 범위(±1%) 이내로 만족하고 있습니다. 부하가 낮은 10% 구간에서도 84.74% 효율 성능을 보여주고 있죠.
추가로 12V 라인과 3.3V와 5V 라인 최대 출력 테스트도 진행했습니다. +12V 최대 부하(=750W)에서는 84.87%, +3.3V와 +5V 최대 부하(=110W)에서는 82.03%로 측정되었습니다.
인텔 파워서플라이 디자인 가이드에는 +12V, +5V, +3.3V, -12V, +5VSB 각 출력 전압 기준값이 명시되어 있습니다. 그중 +12V 라인은 최저 11.4V에서 최대 12.6V로 표시가 되었으며, 해당 범위 내로 출력되어야 정상 범주로 판단하고 있습니다.
높은 전력 소비와 함께 안정적인 출력이 요구되는 +12V(EPS 4+4 PIN, PCI-E 6+2 PIN) 라인의 출력 변화를 확인해봤습니다. 최대와 최소 부하 간 차이는 EPS 4+4 PIN은 0.299V, PCI-E 6+2 PIN은 0.277V 전압 차이를 보여줬습니다. DC to DC 회로가 없기에, 아무래도 전압 강하 부분에서는 차이가 있을 수 밖에 없는데요. 기존 ORBIT 750W(단종 모델)과 비슷한 전압 강하가 나타났습니다. 230V EU BRONZE 등급이 높아졌지만, 전압 강하 부분이 비슷한 점은 다소 아쉽습니다.
부하에 따른 쿨링팬 RPM(Revolution Per Minute) 변화도 확인해봤습니다. 771 RPM을 시작으로 부하에 따라 꾸준히 상승하여 100% 구간에선 1,879 RPM을 기록했습니다. 80% 부하 기점으로 최대 RPM에 도달함도 확인할 수 있었습니다. 동급 제품 중 1,300 RPM 내외로 작동하는 제품이 있음을 고려하면 상대적으로 높게 작동하고 있습니다. 이에 따라 소음도 발생하는 편입니다.
파워서플라이 디자인 가이드(ATX 폼팩터 기준)에는 5VSB(=5V STAND BY) 전력에 대안 기준이 명시되어 있습니다. ErP Lot 3 2014 및 ErP Lot 6 2010 / 2013에는 5VSB 대기전력 효율이 가능한 한 높아야 한다고 안내하고 있으며, 그중 550mA, 1A 및 1.5A 구간에서는 75% 이상 효율 이상을 권장하고 있습니다. 파워서플라이마다 5VSB 최대 출력이 다른데요. 이점을 고려하여 5VSB 출력이 3A보다 높은 경우에는 최대 3A 기준에서 75% 이상 효율을 달성해야 한다고 안내하고 있습니다. 퀘이사존에서는 이러한 가이드 기준에 따라 550mA, 1A, 1.5A 그리고 파워 스펙에 명시된 최대 5VSB 출력값을 기준으로 테스트를 진행했습니다.
550mA, 1A, 1.5A, 2.5A 총 4개의 테스트에서 기준치인 75%(오차 범위 ±1%)를 넘는 +5VSB 효율 성능을 보여주었습니다.
리플 & 노이즈
파워는 교류를 직류로 변환시키는 장치를 뜻합니다. 리플(Ripple)은 교류(AC)가 완전히 직류(DC)로 변환되지 못하고 AC Peak 시 흔적을 남기게 되어 맥박이 뛰는 것 같은 직류가 만들어지게 됩니다. 이와 같은 현상을 리플이라 합니다. 파워 특성상 고주파 스위칭 과정에서도 리플과 전기적인 노이즈 출력이 함께 직류에 나타나게 됩니다. 리플과 노이즈는 구분하지 않고 함께 측정하기 때문에 통상적으로 리플&노이즈라고 불리고 있습니다.
리플&노이즈는 콘덴서의 수명을 단축하고 오작동을 일으킬 수 있음으로 수치가 낮을수록 좋으며, 설계 가이드에서도 보통 출력 전압의 1~2% 이하로 제한하고 있습니다. 각종 노이즈가 전압을 왜곡시켜 전위 차이를 이용한 신호에 오류를 줄 수 있기 때문에 리플&노이즈 양이 적을수록 좋습니다.
파워서플라이 리플&노이즈 테스트 결과는 20%, 50%, 100% 3가지 환경에서의 측정값을 도표에 입력 후 표기하였습니다. 가이드라인에서는 12V는 최대 120mV / 5V는 최대 50mV / 3.3V는 최대 50mV 기준치 이내에 들어오는 것을 권장하고 있습니다.
+12V, +5V, +3.3V 라인에서 인텔 파워서플라이 가이드를 만족하는 결괏값을 확인할 수 있었습니다.
기존 EXCEL PRO 700W 80PLUS STANDARD 230V EU는 보급형 시장을 겨냥한 제품으로 준수한 성능과 가격으로 무장했었습니다. 하지만 섀시 앞·뒤 길이가 160 mm로 표준 ATX 규격(140 mm)보다 20 mm 길었습니다. 일부 보급형 케이스와 호환이 안 되거나 조립 난도가 올라갈 수 있다는 의견이 있었던 만큼, 표준 ATX 규격을 준수한 EXCEL PRO 750W는 호환성 관련 문제를 해결했습니다.
▲ 좌 - (구)EXCEL PRO 700W 80PLUS STANDARD 230V EU / 우 - EXCEL PRO 750W
■ 230V EU STANDARD에서 BRONZE로 상향
섀시 앞·뒤 길이가 짧아진 것도 매력적인 변화입니다. 하지만, 이에 멈추지 않고, 출력 효율도 높였는데요. 기존 230V EU STANDARD 인증보다 최대 효율 3% 높은 BRONZE 인증을 획득했습니다. 퀘이사존 테스트에서도 부하 50% 구간에서 88.39%로 기준값(88%)을 준수하였고, 전 구간에 걸쳐 오차 범위(±1%) 이내 효율을 보여주었습니다. 또한, 1차 측과 2차 측 출력단에는 Nippon Chemi-Con社 105℃ 콘덴서를 사용했습니다. 기존 제품은 85℃ 콘덴서를 사용해 아쉬움을 남겼지만, 이번에는 변화를 통해 안정성과 수명도 개선했습니다.
■ 적당한 가격과 넉넉한 AS 기간 하지만 높은 RPM은...
정격 출력 750W에 230V EU BRONZE 인증을 받은 제품 기준으로 EXCEL PRO 750W는 7만 원 살짝 넘어가는 가격에 판매하고 있어서 훌륭한 가성비를 보여주고 있습니다. 또한, 무상 보증 기간 6년 동안 불량 시 1:1 새 제품으로 교환해준다고 하니 안심하고 사용할 수 있습니다. 다만, 쿨링팬은 771 RPM을 시작으로 80% 부하 구간부터 최대 RPM으로 작동합니다. 1,879 RPM은 고속인 만큼 소음 수치도 높은 편인데요. 조용한 환경을 선호하는 국내 소비자로선 아쉽게 느껴집니다.
· 플랫 케이블을 선호하는 사용자
· 일제 콘덴서를 선호하는 사용자
· 불량 시 1:1 새 제품 교환을 원하는 사용자
· PCI-E 단독 방식 케이블을 원하는 사용자
· 모듈러 파워서플라이를 원하는 사용자
· 저소음 파워를 원하는 사용자
퀘이사존 저작물은 크리에이티브 커먼즈 저작자표시-비영리-변경금지 4.0 국제 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
에너지옵티머스 EXCEL PRO 750W
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