1탄은 현재까지 나온 문제 원인과 그간의 해결 내용을 알아봅시다.
- 최근 그래픽을 새로 교체하여 고사양 게임이나 벤치마크 돌려보니 찌르르~ 하는 소음이 발생함.
- 고주파 당첨!이라 외치고 초기불량건으로 메이커 교체문의를 여기저기 알아봄.
- 원인이 뭔지 알아보니 코일떨림음이라 어쩔수 없다고 하거나 집안 접지문제니, 전자파차단 멀티탭을 추천받음.
- 더 알아보니 구매해서 해봐도 똑같다는 의견이 많음.
- 파워를 큰 용량(1kW이상)으로 교체하니 소리가 사라졌다는 의견이 가~끔 있음.
--> 하지만 대공사 및 지출이 엄두가 안나서 지금 있는 파워로도 잘된다는 소리가 많아 애써 외면하려 함.
잠깐 쉬었다가 2탄에서는 전문적 내용을 가지고 원인을 유추해보고자 합니다.
-2탄- 사진이나 그래픽 자료가 첨부되면 좋겠는데 저작권이나 편집 문제로 일단 텍스트로 이해하기 쉽게 설명하였습니다.
1. 소리의 원흉. 코일?
가청주파수대의 20Hz~ 20kHz 가 인간이 들을수있는 영역이라고 합니다.
코일떨림음이 가장 유력하다고 하는데 이는 요즘 그래픽카드에서 극복한지는 오래되었습니다.
코일이 떨던 시절은 못해도 거의 수년~10여년전이지 않나 싶네요.
먼저 GPU전원공급용 12V VRM회로는 수백kHz에서 수MHz의 주파수로 스위칭하며 각 채널에 쓰이는 코일(인덕터)은 주파수가 5MHz까지 대응되는 0.22uH 정도의 대전류 인덕터이며 그 옛날 오픈형이 아닌 차폐 또는 몰드형에 Ultra low buzz noise라는 스펙을 달고 출시된 것이라 소음이 거의 없다고 보심됩니다.
여기서 주목하실게 VRM스위칭 주파수, 수백kHz~수MHz 주파수입니다.
코일이 설사 떨더라도 이미 가청주파수를 넘어서 있는겁니다.
이걸 들으실수 있는분은 초능력자?가 아닐까합니다.
2. 소리의 유형. 고주파? 과연 고주파 맞나?
가청주파수대에서도 가끔 이명음 같은 삐~~~ 찡~~~ 하는 아주 기분나쁘고 거슬리는 고주파음. 이건 거의 10kHz대를 넘어서는 주파수입니다. 청력노화에 따라 들을수 없는 사람도 있습니다.
문제인 그래픽카드에서 들리는 소리는 이 소리가 아닙니다.
일명 떠는 소리 이명과는 다른 청력노화와 상관없는 누구나 들리는 낮은 톤의 찌르르르르르...... 가 맞을 겁니다. 대략 수백Hz에서 1kHz대에 분포되어있는 주파수 같습니다.
3. 12V전원부 고찰.
매우 중요합니다. 12V전원부가 고사양일수록 많은 전류가 필요합니다. 주변장치(팬,수냉,led 등) 추가로 더더욱..
요즘 및 예전에 올라온 고사양그래픽 구동시 주전원인 12V의 전압이 떨어지며 전류파형이 PWM같이 일정하지 않음을 많이 확인하였습니다. 일정주기로 전류가 떨어졌다 올라갔다를 반복하는 파형이 주로 관측됩니다. 물론 제성능도 나오지않겠죠?
그럼 왜 그런 파형이 나오나?(관련분야 전문가 필요)
파워서플라이의 최대 출력 전류를 초과할 경우 회로 및 부하 보호를 위해 규정치 이상 흐르지 않도록 보호하는 기능이 OCP라는 과전류 보호기능 이며, 대부분은 과전류 상태가 해제되면 자동으로 복구되어 정상 동작 합니다. 여기에는 Fold back, Hiccup, Shutdown(Latch)이라는 모드를 쓰는데 이중 Foldback은 출력 전류를 거의 절반가량 낮추어 출력하는 방식이고 Hiccup은 껐다 켰다를 반복하며, shutdown은 아예 껐다 복구하는 모드라고 합니다.
상기 언급한 파형은 Hiccup모드로 인한 파형?
파워의 메이커에 따라 각기 다른 모드의 채용?
참고2: https://quasarzone.com/bbs/qn_hardware/views/758787
4. 그럼 소리의 원인은?
12V 전원입력부에는 칩캐패시터라 불리는 MLCC(주로사용함)를 사용하여 주로 고주파 노이즈 제거용으로 사용합니다. 이는 회로설계의 너무 기본적이며 보편적인 방법이라 널리 사용됩니다.
MLCC란 유전체와 금속판을 다층으로 쌓아 캐패시턴스를 확보하는 아주 오래전에 나온 캡입니다.
다른 말로 피에조(압전)소자로도 불립니다.
이 피에조구조는 유전체를 사이에 두고 금속판에 교류성분(음파등)을 가하면 소리가 납니다.
이를 이용한 제품이 현관문도어락이나 다양한 기기에 띠리리~ 소리를 내주는 부저로서 역할을 합니다.
이와 관련한 내용은 구x에 MLCC Vibration 검색하시면 세계 유수 전자업체에서 문제점 및 해결방안에 대한 솔루션이 많이 나와있습니다.
자~ 이제 알 것 같죠? 뭐라 찝어서 얘기하진 않겠습니다.
참고4 : https://www.monolithicpower.com/en/dc-power-supply-noise-reduction-and-measurement
* 지금 해결가능한 현실적인 결론부터 말씀드리면 파워를 교체(기대치보다 높게 업그레이드)하라는 것입니다.
이상입니다.
이를 막아주는 방법이 폴드백이니 버스트니 하는 것들인데요, 컨버터를 최소한으로 구동하는 것과 컨버터 동작을 쉬는 것을 반복해서 크게 보면 더 적은 에너지만을 넘겨주어 무부하 또는 경부하 때도 출력 전압을 일정하게 유지해줍니다.
스위칭 회로의 소자에서 소리가 나는 원인은 여러 원인이 있지만 대표적인 게 로런츠 힘(인덕터), 압전효과(MLCC)때문입니다. 본문에 있는 것처럼 폴드백이나 버스트 등으로 스위칭을 쉬는 주기가 가청주파수 대역에 들어오는 경우 소자가 가청주파수로 떨리니 소리가 납니다.
이를 방지하려면 역시 본문에 있는 것처럼 소자를 기계적으로 잘 고정해야 하고, 근본적으로는 과부하든 경부하든 어떤 경우에도 가청주파수 대역에서 컨버터가 동작하지 않도록 설계해야 합니다.
그런데 이 부분을 일반 소비자가 구입 전에 미리 알 수 있는 방법이 별로 없습니다. 파워 서플라이 벤치마크에서는 부하별 파형을 제시하기도 하는데 이런 데이터를 참고할 수 밖에 없습니다.
소비자가 문제를 겪으며 스스로 해결하기보단 업체에서 미리 가이드를 주는 게 맞지 않나 싶네요.
시장 상황이나 제품의 개발이 많이 성숙되면 그땐 audible noise 고려가 적극적으로 이루어지겠죠.
그리고, 본문에서 마치 스위칭 regulator가 특정 단일 주파수만 사용하고 출력도 그러한것처럼 기술되어 있는데, 그렇지 않습니다. 동작중에 수많은 주파수 성분이 나오기때문에, 스위칭 주파수가 가청대역이 아니라고해서 audible noise가 나오지 않는다고 보기 어렵습니다. 대표적으로, LLCRC님이 쓰신것처럼 동작과 쉬는것을 반복하는 주기가 가청대역이 되기도 합니다.
또 본문에서 특정 단일주파수를 언급한 바가 없으며 수백k~수M사이에서 스위칭한다고 기술하였으며 물론 수많은 주파수 성분이 서로 IMD(혼변조)되어 가청까지 내려(수백k에서?) 갈수는 있겠다마는 부하걸리는 정도에 따라 스위칭 주파수가 변경되므로 수시로 부하가 가변되는데 현재 문제가 되는 일정한 가청주파수를 내고 있다고 보기에도 어렵습니다.
LLCRC님 쓰신것처럼 동작과 쉬는것" 이 또한 이 이슈되는 소음과 전혀 무관함을 알려드립니다.
현상을 직접 보시지 않고 넘겨짚어 말씀하시는 것과 개발 재약사항이 어쩔수 없다라는 것은 앞으로의 발전에도 전혀 도움이 되지 않을 것 같습니다.
근데... 집은 어쩔수 없으니 멀티탭, 파워만이라도 좋은거 쓰는게 좋긴해요. 하이엔드 글카로 갈 생각이라면 파워는 기본 플레 이상으로 가주는게 모델구분없이 고주파를 피하기 위한 가장 좋은 방법이라고 보는편입니다.
구냥 씁니다.. ㅠㅠ
다음엔 커세어 1600W를 생각중입니다.
이건 컴이나 전등에서 나는 소리가 아니고 밖에 냉장고 등에서 나는 소리가 들리고
분명 모기 없는데 모기 소리가 계속 들리는데 이건 더 바깥의 엘리베이터 소리인듯합니다..
어찌된게 나이 들수록 더 많은 소리가 들리는듯합니다.
많은 소음속에서 살다보니 평소에는 몰라도 가끔 환경이 바뀌면 잠을 못자는데 이럴때 그냥 컴 켜놓으면
잠이 잘 옵니다..
코일음이 PSU에서 나는 경우라면 PSU 교체로 해결되겠으나
3080 같이 고클럭에서 코어 파워 인입으로 인한 그래픽카드 전원부 코일 떨림음은 PSU 교체로 해결이 안됩니다.
이미 예전 1080, 2080 시절부터 많이 논의가 되었던 주제고,
진짜 하드웨어적인 해결책은 글카 쿨러를 분해하고 글카 전원부를 록타이트로 떡칠하는것입니다(;;;)
먼저 A4용지등을 둥글게 말아서 귀에 대고 떨림음이 어디서 나는지부터 특정해야 합니다.
PSU에서 난다면 PSU를 교체하면 됩니다.
그러나 평소엔 조용하고 고사양 게임을 돌릴때나 파스 돌릴때 나는 글카 코일 떨림음은 PSU 교체해도 동일하게 발생하니 글카를 초양품 걸릴때까지 교체하거나(...) 아니면 언더볼팅으로 동일 클럭에 인입되는 전압을 낮추거나(현실적) 하는수밖에 없습니다.
본문 글은 게임을 돌리지 않는 아이들 상태에서도 고주파음이 날 경우에 참고하시면 좋을듯 합니다.
12v 추가전원쪽에 <페라이트코어> 달아주면
미세노이즈 잡지 않을까요
직류니까 손실도 적을거구요
안되면 두덩이를 단다거나 한바퀴 감아주거나..
그리고 무조건 높은 여유있는 파워서플라이 사용한다고 고주파음 사라지지는 않습니다.
저는 2070s일때 그래픽카드 고주파음 포기했습니다...
지금은 3080이지만 완전히 사라지지는 안더군요 약하게 들림.