블로그에 올린 글이지만 내용이랑 사진 동일합니다.

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저번 글에서 기본적인 커스텀 수냉 PC에 필수적인 기본적인 부품들을 알아보았습니다. 이번에는 이러한 부품들을 커스텀 수냉 수로를 짜기 위해서 어떻게 배치하여야 하는지에 대해서 알아보겠습니다. 아래의 규칙들은 일반적으로 수로를 구성할 때 도움이 되는 규칙들입니다. 물론, 예외의 경우도 분명히 있습니다만, 일반적인 수로라면 구성하는데 아래의 규칙들을 참고하는 것이 좋습니다.

1. 물통은 펌프 직전, 높은 곳에

처음에 수로를 구동하려면 수로에 냉각수를 채우고 공기를 빼는 작업을 거치게 됩니다. 이때 보통 물통에 냉각수를 채우고 펌프를 가동시켜 하기 때문에 일반적인 수로에서 물통은 펌프 바로 직전의 높은 곳에 위치하는 것이 좋습니다. 펌프가 물통보다 아래에 있으면 물통에서 냉각수가 중력에 의해 자연적으로 펌프로 흐르기 때문이죠.

이렇게 하는 것이 중요한 이유는 수냉 PC용으로 쓰이는 펌프들은 냉각수 자체를 윤활제 및 냉각제로 활용하여 작동하기 때문입니다. 그러므로 냉각수가 차 있지 않은 채로 펌프를 작동시키는 것은 펌프를 고장 낼 수도 있기 때문에 피해야 합니다. 물통이 펌프에 바로 연결되어 있고 펌프 보다 높은 곳에 위치한다면 비교적 쉽게 펌프에 냉각수가 주입된 채로 펌프를 가동시킬 수 있습니다.

2. 나머지 순서는 중요하지 않음

높은 물통 – 낮은 펌프의 순서만 지킨다면 나머지 구성 요소들은 편하거나 보기 좋은 대로 연결해도 상관이 없습니다. 종종 발열이 가장 심한 CPU 등을 지나고 난 더워진 냉각수가 다른 부품을 지나가면 다른 부품의 냉각에 지장이 있지 않을까 하는 우려를 하곤 합니다. 하지만, 수냉 PC 내부의 냉각수는 생각보다 빠른 속도로 움직이기 때문에 PC에서 가장 발열이 큰 부품인 CPU 혹은 GPU를 지나가더라도 냉각수의 온도는 1-2도 밖에 상승하지 않습니다. 그렇기 때문에 전체 수온 역시 몇도 차이 나지 않습니다.

제가 사용하는 시스템을 예로 들면 분당 1리터 정도의 유속에서 (이 정도 유속이면 느린 편에 속합니다.) 오버클럭 된 8코어짜리 5960X CPU와 980ti GPU 2개를 스트레스 프로그램 등으로 풀로 돌렸을 때 전체 수로의 온도 차이가 6도 정도에서 유지됩니다. 즉, 냉각수가 가장 더운 곳과 차가운 곳의 온도 차가 6도 밖에 안 난다는 것이지요. 만약 유속을 좀 더 일반적인 분당 2리터로 올리게 되면 전체 수온차는 3도 정도로 떨어집니다.

즉, 일반적인 시스템에서 수로에서 뒤쪽에 있거나 앞쪽에 있거나 온도차이는 최악의 경우 (보통 실제 작업이나 게임에서는 스트레스 프로그램을 돌릴 경우보다 적은 열을 발생시킵니다.)라고 해도 3-4도 차이밖에 안 난다는 겁니다. 즉, 물통과 펌프의 위치만 정확히 지키면 나머지 수로는 가장 편하게 연결할 수 있거나, 가장 보기 좋은 대로 연결하면 됩니다.

3. 입/출수구가 정해진 부품에 유의

몇몇 부품은 냉각수가 들어가는 입수구와 나오는 출수구가 정해져 있습니다. 수로를 구성하면서 이러한 부품들을 고려해야 합니다.

펌프는 대표적으로 입/출수구가 정해져 있는 부품 중 하나입니다. 이 글의 1번 항목에서 볼 수 있듯이 펌프 직전에 물통을 장착한다면 그것은 곧 펌프의 입수구에 물통을 바로 연결한다는 뜻입니다. (물론 당연히 중력에 의해서 냉각수가 내려오게 하려면 물통의 아래 구멍에 연결해야겠지요.)

대부분의 워터블록들은 입수구와 출수구가 따로 정해져 있지 않지만, CPU 블록만은 예외입니다. 대부분의 CPU 블록은 중앙의 구멍으로 냉각수가 들어가서 좁은 틈을 통해 빠른 속도로 블록 내부의 가느다란 통로로 뿜어져 나오도록 설계가 되어 있습니다. 그래서 CPU 블록 상단에 중앙에 가까운 포트와 약간 구석으로 치우친 포트가 있다면 중앙에 가까운 포트가 입수구, 구석으로 치우친 포트가 출수구입니다. 물론, 겉에서 보기엔 대칭형으로 포트가 장착된 CPU 블록들도 있지만 이러한 블록들도 외부에 입수구와 출수구가 따로 표기되어 있거나 매뉴얼 등을 참고하면 입수구와 출수구가 정해져 있는 경우가 대부분입니다. 이러한 CPU 블록을 반대로 장착한다고 해서 CPU 블록에서 냉각수가 새거나 냉각이 전혀 안되거나 하는 대형 사고는 발생하지 않지만, CPU 블록의 효율이 크게 저하되게 됩니다.

4. 필요한 라디에이터 용량을 짐작하기

과연 내가 냉각하고자 하는 부품들을 다 식히는 데 얼마나 큰 라디에이터가 필요할지 미리 예상해 볼 때 널리 쓰이는 공식 중의 하나는 다음과 같습니다.

권장 라디에이터 개수 = 주요 발열 부품의 수 * 120mm 라디에이터 1열

여기서 주요 발열 부품이라고 하면 CPU나 GPU 같은 로드시에 100W 정도의 열을 발생시키는 대형 부품들을 뜻합니다. 즉, RAM, 메인보드 칩셋, SSD 같은 자질구레(?)한 부품은 제외한 부품들을 말합니다. 이 공식에 따르면 CPU 하나와 GPU 하나를 식히는 데에는 120mm 2열, 즉 240mm 라디에이터 하나가 필요합니다.

물론 오버클럭을 하게 되면 이러한 공식대로는 조금 부족한 감이 있습니다. 그래서 보통 오버클럭을 하게 되면 1.5나 2배 정도의 수를 곱해서 값을 정합니다. 예를 들어 CPU랑 2개의 멀티 GPU 시스템은 360mm 라디에이터가 필요하지만, 오버클럭을 한다고 가정하면 4.5~6열 라디에이터가 필요하다는 결론이 나옵니다. (역시 1 CPU 2 GPU를 오버클럭하고 있는 제 경우에는 4열 라디에이터 2개를 사용합니다.)

(오버클럭) 권장 라디에이터 개수 = 주요 발열 부품의 수 * 120mm 라디에이터 1.5열

일반적으로 널리 쓰이는 1 CPU, 1 GPU 시스템에 오버클럭을 고려하면 3-4열 정도가 기본이라고 보시면 됩니다. 물론 이것은 120mm 라디에이터를 기준으로 한 것이므로 140mm 라디에이터를 사용할 수 있으면 120mm 라디에이터에 비해서 적은 열수의 라디에이터로도 발열을 해소 할 수 있습니다. (140mm 라디에이터는 120mm 라디에이터보다 1.36배 넓기 때문에, 예를 들어 120mm 라디에이터 6열이 필요하다면 140mm는 4-5열 정도로 충분합니다.)

위의 공식은 정확한 법칙은 아닙니다. 예를 들어 이론적으로는 1열 라디에이터로도 엄청나게 강력한 팬을 하나 붙여 놓으면 아무리 복잡한 시스템이라도 충분히 냉각시킬 수 있습니다. 하지만, 그렇게 만들면 엄청난 소음 때문에 사용자가 매우 괴롭겠죠. 대충 위의 공식대로라면 어느 정도 쾌적한 상태의 시스템을 만들 수 있다는 것으로 이해하시면 될 것 같습니다. 물론, 가능하다면 권장 라디에이터 개수보다 더 많은 라디에이터를 달면 좋습니다. 하지만 무조건 많다고 좋은 것은 아닙니다. (지나치게 많은 라디에이터는 오히려 수로의 저항을 증가시켜 전체 수로의 효율을 떨어뜨릴 수도 있습니다.)

5. 수로 구성의 예시

물통 – 펌프– CPU 블록 – 라디에이터 – 물통

물통 – 펌프– 라디에이터 – GPU 블록 – CPU 블록 – 라디에이터 – 물통

물통 – 펌프– 라디에이터 – CPU 블록 – GPU 블록 – 라디에이터 – 물통

물통 – 펌프– GPU 블록 – 라디에이터 - CPU 블록 – 물통

물통 – 펌프– 라디에이터 – GPU2 블록 – GPU 1 블록 – 메인보드 블록 - CPU 블록 – 라디에이터 – ……

위에서 말했듯이 “물통 – 펌프” 순서만 지켜주면 대체적으로 괜찮습니다. CPU가 먼저냐 GPU가 먼저냐에 따라서 각 부품이 최대 2-3도 정도 차이는 나겠지만 그 정도 온도 차이는 별 의미는 없습니다.