단순하지만 당연한 사실

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11-08

1 단순하지만 당연한 사실 nostar 4 270 2022.05.14 09:51

수로 저항을 0으로 가정하고 냉각수 순환 시 무한대의 라디 면적이 있으면 냉각 수온은 기온에 수렴합니다. 반대로 풍량을 무한대로 놓고 1열 라디를 사용해도 냉각 수온은 기온에 수렴합니다. 비용 대비 성능은 매우 중요한 요소죠.   보통 라디 성능 비교 자료를 보면 기온과 냉각 수온의 차이 10도 기준으로 테스트를 합니다.물론 그 보다 낮은 온도로 설정 시 성능 차이가 확연하지 않아서 이기도 하겠지만 라디에이터의 효율이 온도 차이가 클수록 좋아지기 때문이겠죠. 아무리 더워도 40도 이상의 환경에서 PC를 사용하지는 않을 것 입니다.따라서 40도 + 10도 = 50도.   즉 10도 내에서 냉각 수온이 관리되면 어떤 조건에서도 쿨링에 문제가 없겠죠. 유량은 0.5 GPM / 1 GPM / 1.5 GPM 이런 식으로 비교를 하는 데 사실 1.5 GPM을 만들려면 상당히 고성능의 펌프와 수로 저항 관리가 필요합니다.   1 GPM 은 3.78L/Min입니다. 제 시스템에서는 수로 저항으로 인해 3.5L/min 이상 유량을 만들 수 없습니다. 펌핑을 더 하면 오히려 유량이 줄어드는 현상이 발생하기도 하죠. 일반적인 사용에서는 사실 1L/Min만 확보되어도 전혀 문제가 없더군요. 물론 고사양인 경우 다를 수도 있습니다. 유량과 쿨링의 관계는 쉽게 설명하면1분마다 오는 버스가 있습니다.  손님은 열이라고 하겠습니다.170W CPU는 10W나눠서 17명의 열 손님이라고 하고300W GPU는 10W나눠서 30명의 열 손님이 되겠네요.20인승 버스는 1좌석당 50ml/Min으로 총 유량은 1L/Min 보통은 CPU는 유량에 큰 영향을 받지 않습니다. 20인승 버스를 꽉 채우지 못하고 5개의 빈 좌석이 발생하니까요. 하지만 GPU 손님은 한 번에 다 타지 못하고 기다려야 합니다.그럼 이때 우리는 2L/Min 즉 40인 버스로 바꿔주면 해결되겠죠.     그런데 여기에 추가되는 것이 있습니다. 종점에 가서 손님이 내려야 하지만 라디 공간이 작아서 내리지 못하고 버스에 남아 있는 현상. 이럴 경우엔  아무리 큰 버스로 바꿔줘도 해결되지 않습니다.반대로 엄청난 라디를 사용하고 게셔서 500인승 버스를 운영하시는 분 또한 유량은 아무런 의미가 없다고 생각하십니다.  자 처음으로 돌아가서 무한 풍량 즉 팬 속도를 높이는 것이 대부분의 커수 시스템에서 해결 방안으로 채택되기 쉽니다.   공간적인 제한 때문이겠죠. 사실 가장 확실한 것은 라디 면적을 확장하는 것인데 알면서도 못하는 거죠.  그런데 아직 우리는 공기 [열전도율 : 0.025 W/(m ⋅ K)]에 의존해서 시끄러운 쿨링을 하고 있습니다.수돗물이나 수조의 물[0.5918 W/(m ⋅ K)]을 사용하면 공기보다 23배 효율적으로 쿨링이 가능합니다. 제가 확인해 본 자료가 있는 데전체 소비 전력은 CPU 150W + GPU 220W = 370W 팬을 멈추고 OCCT POWER AVX2 모드로 6분간 냉각 수온을 급속도로 올려 CPU온도를 90도 넘게 만들고 남은 4분 쿨링 방법을 바꿔 비교해 봤습니다.   <img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2022/05/14/21d6c8dfb7d7b95258a915a6388cbece.png" alt="퀘이사존">  4분 남기고 물대물 열교환기에 수돗물 공급, 5초 만에 CPU온도 9도 감소 (97=>88) 후 20초간 온도가 유지되다가 지속적으로 온도가 내려갑니다. 1분 30초만에 77도 까지 내려가네요.
냉각 수온은 15도 떨어졌지만 CPU 온도는 무려 97 - 71 = 26도가 떨어지네요. 종료 시점 냉각 수온 15도, CPU 온도는 71도 까지 떨어집니다. 이 경우엔 펌프 유속을 최대 낮춰도 결과는 동일했습니다. 이유는 수돗물 쿨링은 1000인승 버스라서 유속에 큰 영향을 받지 않습니다. 같은 조건에서 제 외장 라디를 최대 풍속으로 작동시켜 보았습니다.4분 남기고 97도에서 팬을 동작 그러나 온도 증가는 멈춘 듯 했지만 종료 시 98도였습니다. ㅎㅎ사실 라디로 드라마틱하게 신속한 쿨링하긴 어렵습니다.벤치를 목적으로 하는 분들이 왜 칠러를 선호하는 지 당연한 이유겠죠. 그런데 수돗물은 조용하고 쿨하고 ^^  하지만 우리는 여전히 공기 [열전도율 : 0.025 W/(m ⋅ K)]에 의존해 시끄럽거나 비싸게 쿨링을 하고 있습니다. 글을 쓰다가 브런치 다녀왔네요. 그럼 조용하고 가성비 좋은 방법은?소음은 절반이고 풍량이 2배인 고가의 팬이 있습니다. 4만원으로 가정하고 3열이면 12만원 이겠죠.3열 라디 가격이 국내 기준 6만원 정도로 계산해 보겠습니다.6만원 + 12만원 (고가 팬) = 18만원 6만원 + 6만원 + 6만원 (ATCTIC P12) = 18만원 호스나 피팅비는 추가 되겠지만 그 정도는 여유있게 가지고 계시는 것으로 퉁 치겠습니다.확실히 라디 면적 넓히는 것이 더 조용하고 성능도 좋겠죠.예외로 2열 또는 3열 라디 한 개만 장착 가능한 작은 케이스라면 어떨 수 없겠네요.  뭐 물론 외장 라디가 최고 좋겠지만 혹시라도 팬을 좋은 것을 사느냐 라디를 추가하느냐 고민하시는 분이 있다면 적당한 팬에 라디를 추가하시는 것을 추천 드립니다.

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