저소음 컴퓨터
저소음 컴퓨터(低騷音 - , )는 소음이 적은 개인용 컴퓨터(PC)를 가리킨다.
저소음으로 설계된 개인용 컴퓨터들은 통상적으로 조용한 팬과 하드 디스크 드라이브를 장착하고 있다. 아직 표준화된 정의는 존재하지 않지만, 일반적으로 받아들여지는 "저소음 PC"의 정의는 컴퓨터에서 1 미터 떨어진 곳에서 측정된 소음이 30 dB을 넘지 않는 소리를 방출하는 컴퓨터를 말한다.
가정용 컴퓨터의 성능이 높아짐에 따라, 발생하는 소음 역시 정비례하여 증가해왔다. 소음 문제는 최초의 가정용 컴퓨터로 인식되고 있는 8비트 애플(Apple) 컴퓨터 시절부터 있어 왔던 문제이긴 하지만, 대중에게 널리 인지되기 시작한 것은 근래에 들어서이다.
특히, CPU 메이커인 AMD사와 인텔(Intel)사 사이에 촉발된 과도한 클럭 수(clock rate) 올리기 경쟁으로 발생한 발열 문제로 인해 중앙 처리 장치(CPU)의 발열을 해소하는 냉각장치(heatsink)에 높은 분당회전수(RPM)의 팬을 장착하게 되면서 소음이 증가하게 되었다. 따라서, 오버클러킹에 관심을 가진 컴퓨터 매니아 계층이 아닌 일반 소비자 계층의 컴퓨터에도 이러한 문제가 심각하게 대두되었고, 조용한 PC에 대한 관심 역시 증가하여 왔다.
컴퓨터 소음 발생의 근원은 크게 두 가지로 나뉜다.
컴퓨터 소음을 낮추는 방법은 주로 저발열 부품을 쓰는 방법, 발열 효율을 좋게 하여 팬의 속도를 낮출 수 있도록 하는 방법, 회전구동장치에 쓰이는 조용한 베어링 방식을 선택하는 방법 등이 있다. 발열은 전기효율과 직접적인 관계를 가지고 있어, 같은 성능을 가진 부품 중에서는 전기효율이 높을수록 발열이 적다고 할 수 있다.
저소음 냉각장치는 중앙 처리 장치, 그래픽 카드, 메인보드의 노스브릿지(North Bridge) 등에 쓰이는 정품 쿨러를 대체하여 쓰인다.
저소음 냉각장치는 공랭식과 수냉식이 있다. 공랭식은 히트싱크 및 팬의 설계, 크기, 재질을 개선하여 낮은 회전의 팬으로도 충분한 냉각효율을 가져올 수 있도록 하여, 팬의 속도를 떨어트려 소음을 줄인다.전기 소음은 주로 전기를 공급하는 역할을 하는 전기코일에 의해 발생한다. 이러한 전기 코일은 미세한 고속의 진동을 일으켜 고주파 진동 소음을 일으킨다. 저소음 컴퓨터에는 초크코일을 사용한 메인보드 및 그래픽카드를 사용한다.
사용되는 코일의 종류
전문가급에서는 원형코일이나 반초크코일의 미세 진동 고주파 소음을 해소하기 위해 순간접착제를 한 방울 떨구어 주기도 하나, 이러한 자가 해결 방식을 사용하여 문제가 생길 경우, 고객 서비스(애프터 서비스)가 되지 않을 수 있음.
마이크로프로세서 역시 고열 상태에서 작동하게 되면 수명이 저하된다. 원료(실리카 등)에 따라 다르지만 일반적인 마이크로프로세서의 수명이 25년 이상이고, 일반적인 컴퓨터의 수명이 5년 이하임을 감안할 때, 고열에 의한 마이크로프로세서의 내구성 문제는 없다. 마이크로프로세서의 작동 한계는 섭씨 85도 정도이나, 70도를 넘는 것은 안정성에 문제를 가져 올 수 있으며, 발열이 높아질수록 부착된 냉각장치의 팬이 고회전으로 작동한다.
따라서, 냉각을 우려하기 이전에 발열이 적은 중앙 처리 장치(CPU)로 컴퓨터를 구성하는 것도 한 가지 방법이라고 할 수 있다. 중앙 처리 장치(CPU)의 발열량을 간단히 알고자 하면 전기소모량인 "TDP" 값으로 비교할 수 있다. "TDP"는 와트(W)로 표기된다. CPU는 일반적으로 제조사(AMD, Intel, Via) + 모델명 (64 X2, Core2Duo 등) + 개발코드명 (Brisbane, Conroe 등) + 모델 번호 (+4000, 6600 등)으로 식별할 수 있다. 또한, 같은 모델명이나 코드명의 제품이라도 제조공정에 따라 "TDP" 값이 차이가 나기도 한다.
모델별 "TDP" (괄호안은 Cool'n'Quiet, Speed Stepping 등 낮은 전력 모드의 TDP)
메인보드의 주 발열 요인은 노스브릿지다. 노스브릿지에는 통합 그래픽 칩은 시리얼 ATA나 메모리 등 주변장치의 제어 회로를 포함하고 있으며 보드 내장 그래픽코어(GPU)가 포함되기도 한다. 한때는 팬이 장착되기도 하였으나, 최근에는 히트싱크(heatsink)만이 장착되어 간접적으로(Passive) 냉각되고 있는 추세이다.
또 다른 소음의 원인은 전력을 공급하기 위한 전기 코일의 미세한 진동으로 높은 주파음이 발생하는 전기 소음이다.
제품별 풀로드시의 전력 소모량 비교:
최근, 게임이나 3D 작업용 그래픽카드의 그래픽 코어(GPU)가 CPU와 유사한 집적도를 가지게 됨에 따라 그래픽 코어(GPU)의 냉각 장치가 중요해졌다. 메인보드 내장형 그래픽 칩셋이 아닌 별도로 장착된 PCI 익스프레스 호환 그래픽카드의 경우 일반적으로 50~100 와트이며 (엔비디아 8600GT의 경우 약 65 와트), 사양이 높은 그래픽 카드와 듀얼 그래픽 카드를 구성하면 그래픽 카드의 전력 소모량만 300 와트를 넘기도 한다.
이렇게 전력 소모량이 늘어남에 따라 발열도 당연히 올라가게 되어 그래픽 코어(GPU)에 장착된 냉각 장치에서 발생하는 소음 역시 무시하지 못하게 되었으며, 이에 따라 저소음 컴퓨터 구성시 저소음 냉각장치(쿨러)를 장착한다.
또 다른 소음의 원인은 전력을 공급하기 위한 전기 코일의 미세한 진동으로 고주파음이 발생하는 전기 소음이다.
하드 디스크의 소음은 두 가지로 나뉜다.
미디어를 고속으로 회전시키는 광학 기기는 구동할 때 상당히 높은 소음을 일으키기도 한다. 일반적으로는 프로그램을 설치하는 등의 용도로만 쓰여서 빈번히 사용하지 않아 큰 문제가 되지 않으나, "HTPC" 용도 등으로 자주 구동한다면 문제가 될 수 있다.
광학장치는 일부 제품에 강제로 저속으로 구동하는 기능이나 프로그램이 있기도 하다.
케이스 소음의 주 원인은 내부 장치의 발열이 케이스 밖으로 원활히 빠져나가기 위한 흡입 및 배출용 케이스팬의 베어링 소음, 공기 저항으로 인한 풍절음, 내부 구동 장치의 진동으로 인한 진동 소음 등이 있다.컴퓨터 전원공급장치 또는 파워서플라이(Power Supply Unit; PSU)는 가정의 110V~240V 전압을 컴퓨터의 각 주변기기에 공급하는 전압인 12V, 5V, 3.3V로 변환하여 전력을 공급하는 역할을 담당한다.
주로 쓰이는 전원공급장치의 전기용량은 250W~450W이며, 높은 열을 발생하여 내부에 히트싱크(heatsink)와 팬이 장착되어 있다.
중가형 이상의 제품에는 발열 정도에 따라 팬 속도를 조절하는 노이즈 킬러(Noise-killer) 기능과 전자파 감소 기능이 탑재되어 소음을 감소시키며, 장착되는 팬의 품질도 영향을 미칩니다. 고급형 제품에 장착된 팬의 소음도 크다고 생각되면 팬만 교체하기도 한다. 제품에 쓰인 캐패시터(Capacitor)등의 품질에 기인한 전력 변환 효율이 발열에 더욱 큰 영향을 미친다. 전력변환 효율이 떨어지면 변환되지 못한 전기가 열로 전환되면서 발열이 증가하고, 그에 따라 팬의 속도도 증가하기 때문이다. 또한, 고급형에만 탑재된 능동형(Active) PFC 기능이 발열 감소에 약간은 영향을 미치기도 한다.