cpu 쿨러 공냉 vs 수냉 air vs liquid cpu cooler

공랭과 수랭의 정의

 

공랭은 cpu 바로 방열판이 얹어져 있고, 이 방열판을 팬이 직접적으로 식혀주는 쿨러입니다.

수랭은 펌프를 통해 냉각수의 흐름을 만들어 이 냉각수로 cpu를 식혀주는 쿨러입니다. 냉각수를 식히는 것은 공랭처럼 방열판인 라디에이터와 팬이 담당합니다.

이글에서 공랭은 히트파이프가 들어간 타워형 쿨러만, 수랭은 일체형 수랭만 가지고 이야기하겠습니다.

그리고 공랭의 장점은 수랭의 단점이고, 수랭의 장점은 공랭의 단점이기에 각 쿨링의 장점만 이야기하겠습니다.

 

 

공랭의 강점

1. 소음

 

공랭은 cpu와 방열판이 직접적으로(정확히는 히트파이프가 결합된 방열판) 닿고 바로 팬이 식혀주기에 소음 발생원이 팬 뿐입니다.

반면 수랭 쿨러의 경우 팬 이외 유량을 만들어내는 펌프의 소음이 있습니다. 펌프는 스크류같이 생긴 원심력을 만들어내는 임펠러와 모터로 구성되어 있는데, 수냉 쿨러 자켓의 한계로 크기가 매우 작습니다. 작은놈이 공기도 아니고 저항이 더 큰 물을 밀어내야 하기 때문에 고 rpm으로 돌아야 하기 때문에, 소음이 발생됩니다. 펌프 자체의 소리 크기는 작지만, 작은놈이 만들어내는 특유의 소음은 소리의 크기 상관없이 높은 확률로 많이 거슬립니다.

 

 

2. 영구적인 성능과 안정성

 

공랭의 경우 밀봉된 히트파이프와 방열판, 그리고 팬으로 구성되어 있습니다. 히트파이프와 방열판은 시간이 지나도 물질이 변하지 않기에 성능이 하락되지 않습니다. 소모품인 팬만 교체한다면 영구적으로 쓸 수 있습니다.

반면 수랭은 자켓에 내장된 펌프 역시 팬과 마찬가지로 소모품입니다. 하지만 펌프는 자켓에 내장되어 있어 교체가 불가능합니다. 거기다 안에 있는 냉각수는 지속적으로 증발합니다. 냉각수의 양은 수랭 쿨러의 성능은 결정짓는 요소 중 하나입니다. 펌프가 감당할 수 있는 선에서 냉각수가 많으면 많을수록 좋습니다. 그런데 일체형 수냉 쿨러에 들어있는 냉각수의 양은 라디에이터의 크기에 따라 다르지만, 일반적으로 우리가 마시는 물 한 컵에도 매우 못 미치는 양입니다. 그런데 지속적으로 증발하기에 시간이 지나면 성능이 떨어집니다.

그리고 수랭 쿨러를 냉매를 냉각수로 쓰기에 항상 누수의 위험성이 있습니다. 그러하기에 제조사와 유통사들이 보증기간을 정합니다. 수랭 쿨러의 사용 가능기한은 이 보증기간으로 보는 게 좋습니다.

 

 

3. 수랭에 비해 크게 떨어지지 않는 최대 성능(대장급 공랭에 한함)

 

일반적으로 공랭은 수랭에 비해 성능이 많이 떨어진다고 생각합니다. 하지만 이는 최대부하를 제외할 때만 맞습니다. 최대부하 시에는 cpu의 열이 계속 쌓이는데, 공랭은 이 열이 히트파이프를 타고 결합된 방열판으로 퍼지고, 이 방열판을 팬이 식힙니다.

수랭은 cpu의 열이 냉매인 물에 전달되어 이 물이 라디에이터를 흐르면서 라디에이터와 팬에 의해 식혀지는데, 수랭 쿨러 안에 들어있는 냉각수의 양이 물 1컵에도 못 미치는 적은 양이기에, 냉매인 냉각수의 수온을 낮추는데 한계가 있어 최대 부하에서 최대 성능은 공랭과 수랭 큰 차이가 없습니다.(단, 냉각수가 많이 들어가고 방열 면적이 넓어지는 3열 이상에서는 차이가 벌어지기 시작합니다)

 

 

4. 따로 요구되지 않는 전원부 쿨링

 

공랭은 cpu 위에 바로 방열판이 얹혀 있고, 이 방열판을 팬이 식히기에, 자연스레 전원부도 이 바람에 노출되어 쿨링이 됩니다.

반면 수랭의 경우, 전원부에 바람이 오지 않기에 따로 쿨링을 해줘야 합니다.

 

 

 

수랭의 강점

1. 저, 중부하시의 온도 유지력

 

수랭의 경우 저부하와 중부하시 온도 유지력이 좋습니다. 이는 구조적 차이에서 발생하는데, 수랭에는 열전도율이 높은 콜드 플레이트가 있는데, 한 면은 cpu와 직접적으로 접하고, 반대쪽 면은 표면적을 늘린 미세 수로가 있는데 이 곳을 직접적으로 물이 식혀줍니다.

 

콜드 플레이트의 미세 수로

그러하기에 cpu의 열이 바로바로 이 콜드 플레이트에 전달되고, 이 전달된 열을 바로바로 냉매인 물이 식혀주기에 저부하와 중부하시 온도 유지력이 공랭에 비해 좋습니다.

반면 공랭의 경우 cpu의 열이 히트파이프에 전달되는데, 이 히트파이프의 열이 다시 히트싱크에 퍼져야 하고 이 열을 팬이 식혀줘야 하기에, 저부하와 중부하시 온도 유지력이 수랭에 비해 떨어집니다.

 

 

2. 공랭보다 높일 수 있는 최대 성능

 

공랭의 경우 성능을 높이려면, 방열 면적으로 늘리고, 팬의 성능을 높여야 합니다. 팬은 공랭과 수랭 역시 마찬가지이니 논외로 치고, 결국 히트파이프와 히트싱크를 늘려야 하는데, 공간과 메인보드가 버틸 수 있는 하중이 제한되어 있기에 늘릴 수 있는 방열 면적에 한계가 있습니다.

반면 수랭의 경우 성능을 높이려면, 펌프 성능, 냉매의 양, 방열 면적, 팬을 개선해야 합니다. 팬은 역시 논외로 치고, 모터가 들어가는 펌프 역시 논외로 치겠습니다. 그렇다면 냉매의 양과 방열 면적을 늘려야 하는데, 라디에이터의 크기가 커지면 자연스레 방열 면적이 늘어나고 냉매인 냉각수의 양이 늘어나게 되면서, 성능을 높일 수 있습니다. 라디에이터는 케이스에 고정 가능하기에 케이스만 지원한다면 더 큰 라디에이터가 달린 수랭 쿨러를 달 수 있습니다. 그러하기에 높일 수 있는 최대 성능은 수랭이 공랭보다 더 큽니다.

 

 

공랭 - 크면 클수록 발열에 좋아지지만 그만큼 부피가 커져버리기에 cpu 장착 주변의 공간이 협소해지면서 메모리 장착 슬롯을 침범하여 메모리 슬롯 하나 또는 두 개 정도를 못쓰게 할 정도의 크기를 가지는 경우도 있고, 높이가 높아져 케이스 옆판에 영향을 줄 수도 있다는 점.

(타워형 쿨러의 경우 크기와 케이스의 크기, 보드의 크기에 따라서도 공랭 장착이 어려울 수 있죠)

 

수랭 - 라디에이터의 크기에 따라 장착이 불가능한 케이스들이 있어서 라디에이터 크기를 염두에 두고, 장착 가능한 케이스를 구입해야 하지만 공랭에 비해 cpu 주변 공간이 여유로운 점, 일체형의 경우 연결 호스가 보기 안 좋을 수는 있다는 점, 간혹 라디에이터에서 고주파음이 들릴 수 있다는 점, 누수의 걱정이 있다는 점.

팬 소음은 공랭이나 수랭이나 팬 사양에 따름.

 

 

1) 공랭은 수냉 대비 보드 전원부 쪽 관리가 수월했음(라디 두 개 설치된 수냉 시스템의 경우 전원부 온도 식히기 위한 별도의 팬이 필요한 것 같더라고요)

2) 특별하게 온도가 잡혀야 되는 환경 아니면 공랭이 나은 듯(오버 안 하고 TDP 낮은 저 코어 cpu.... 수냉 굳이 안 필요..)

3) 다만 그게 아닌 환경(6 코어 이상의 OC 혹은 8 코어 씨피유)에서는 공랭보단 수냉이 온도 쪽 강점이 확실함... 결론은 컴퓨터 cpu 많이 갈굴 거면 수냉/ 아니면 공랭 가는게 맞는 것 같아요.

4) 조립 편의성은 수냉이 20배는 더 편합니다.. 손은 많이 가는데(나사 체결하는 게 늘어나니) 탈부착이 너무 이지함..

5) 렌더링 같은 거로 cpu 혹사시키거나 씨퓨활용하는 마이닝, 다중작업에서는 수냉이 좋아 보이고.. 그냥 겜용 막 굴리기로는 공랭이 차라리 나은 것 같습니다. 소음은 공랭이 나은데... 솔직히 차이라고 하기에도 이제 제 귀가 적응해버림.. 차라리 겜용은 수냉글카+공랭cpu 요게 답 같음.

 

3열 이상에서는 성능이 벌어진다고 했습니다. 대장급 공랭과 2열 수냉 간의 온도 차이는 크지 않습니다.

표 중간에 등장하는 어쌔신 3도 공랭입니다. 2열 수냉 중 커세어 일부 제품만 2~3도 차이를 벌리지 대부분 240 2열 수냉은 공랭보다 처지거나 비슷합니다. 280 수냉도 2열 아니냐 하지만 방열 면적이 더 넓어지고, 냉각수가 들어가는 부피가 늘어나니 여기서 2열은 240을 의미합니다.

그리고 라디에이터 단계에서 수온이 높아진 상태에서는 수랭의 열교환이 더 유의미해지지 않습니다. 일반적으로 구리의 열전도도는 400W/m.K이고 알루미늄은 237W/m.K입니다. 물은 0.6W/m.K, 공기는 0.025W/m.K입니다. 

공랭은 구리 히트파이프(히트파이프 안에는 냉매)를 통해 알루미늄 방열판을 통해서 열이 퍼지고, 수랭은 냉각수의 열기가 라디에이터 알루미늄관과 주름 방열판을 통해서 열이 퍼집니다. 여기서부터는 팬이 작용하는 것은 공랭이나 수랭이나 똑같고요. 즉, 열을 충분히 방열판에 퍼뜨리고, 이것을 팬으로 어떻게 식히느냐 싸움인데, 공랭은 방열판에 퍼뜨리는 게 히트파이프가 역할이고, 수냉은 이게 냉각수의 역할입니다. 히트파이프가 방열판에 퍼뜨리는 열의 대류와 냉각수가 라디에이터의 방열판에 퍼뜨리는 열 대류나 차이가 발생하려면 결국 펌프가 밀어내는 냉각수가 더 많은 열을 이동시켜야 하는데, 이러려면 흐르는 냉각수가 늘어나야 하고 냉각수의 양도 많아져야 합니다. 일반적인 경험에 따르면 2열 수냉은 대장급 공랭과 큰 차이가 없다는 거고요. 즉, 대장급 공랭에 들어가는 히트파이프가 방열판에 전달하는 열전도나 2열 수냉의 펌프가 밀어내는 냉각수가 라디에이터 방열판에 전달하는 열전도나 큰 차이가 없다는 것입니다.(참고로 냉매를 어떤 것을 쓰냐, 표면적을 늘리기 위해 소결체를 쓰냐, 강선을 쓰냐, 매쉬 구조를 쓰냐에 따라 다르지만 히트파이프의 유효 열전도 범위는 5000W/m.K~20000W/m.K입니다)

공랭이나 수랭이나 열을 전달하는 방식이 히트파이프냐 펌프가 흘러 보내는 냉각수냐의 차이지 기본 작동원리는 같습니다. 그래서 공랭의 방열판이나 수랭의 라디에이터 단계에 이르면, 둘 다 충분히 열이 방열판에 퍼졌다고 가정할 시 방열 면적의 싸움입니다. 결국 이 둘이 전달하는 열의 양과 방열 면적에서 성능 차이가 갈리는 것이지, 라디에이터라고 특별히 더 열교환이 빨리 일어나는 것은 아닙니다. 

 

닌자 5에 녹투아 대장급 팬 2개 장착해서 사용하고 있습니다.

처음에는 덩치가 커서 M/B가 휘어질까 걱정했는데 3년째 사용하면서 아무런 문제 발생하지 않았습니다.

끝판급 팬 장착하면 최소 3~4년은 버티는 것 같고 CPU나 M/B교체가 아니라면 가끔 먼지나 털어주는 정도만 해주면 됩니다.

반면 수냉은 공냉에 비해 지속적으로 관리해줘야 하는 게 더 많고 항상 걱정되는 누수의 위험도 단점인 것 같습니다.

공냉은 고장 날 부위가 팬인데 대장급 팬이면 앞서 말했다시피 몇 년은 끄떡없고 설령 고장 난 다고 해서 팬만 교체하면 끝.

개인적으로 오버를 할게 아니라면 대장급 공냉으로도 충분하다고 생각해서 지금껏 공냉만 쓰고 있습니다.

 

수냉은 이미 터진 수냉과 곧 터질 수냉만 존재한다.