PC를 장기적으로 운용할 때 가장 중요한 부분은 바로 발열이다. 모든 반도체에서는 작동과 함께 발열이 동반되기 때문에 이를 어떻게 잘 제어하는지가 안정성에 큰 영향을 끼친다. 아무리 좋은 프로세서나 그래픽카드, 메모리 등을 장착하더라도 냉각이 제대로 이뤄지지 않으면 과도한 발열로 인해 시스템이 정지되거나 제대로 구동되지 않는 등의 문제가 생긴다.

오버클럭과 같은 반도체 제품의 잠재력을 끌어낼 때에도 냉각장치의 역할은 더욱 부각된다. 기본 작동속도 이상의 잠재력을 구현하는 과정에서 높은 발열이 동반되어서다. 더 높은 전압을 주고 기준 밖의 작동속도를 끌어내려면 부품의 열을 적정선으로 해소할 수 있어야 한다.

한편, 대부분의 장치는 냉각장치가 기본 장착되어 출시된다. 그래픽카드, 메모리만 봐도 그렇다. 반도체 기반의 SSD도 일부 고성능 제품은 자체적으로 냉각장치를 어느 정도 구현해 출고한다. 프로세서 역시 일부에서는 기본 냉각장치를 제공하지만 조금 더 나은 성능을 구현하고 싶거나 다른 이유를 들어 냉각장치를 따로 준비해 장착한다. 앞서 언급한 오버클럭 외에도 소음적 측면에서 접근하는 소비자도 있기 때문이다.

냉각장치에는 두 가지 방식이 존재한다. 하나는 거대한 방열판으로 발열을 흡수하고 냉각팬을 활용해 열을 해소하는 공랭식, 다른 하나는 발열원 위에 냉각수를 이동시키면서 열을 해소하는 수랭식이다. 요즘 같이 온도에 민감한 환경에서는 소음과 성능을 앞세운 수랭식이 주목 받고 있다. 그러나 일반적인 수랭식 구조는 조립이 어렵고 가격이 매우 높아 일부 마니아들을 중심으로 활용되는데, 이 같은 번거로운 작업을 최소화하고 특유의 장점을 활용해 냉각하는 일체형 수랭 쿨러가 인기를 얻는 중이다.

프렉탈디자인 셀시우스(Fractal Design Celsius) S24는 간편하게 조립해 수랭식 특유의 강력한 냉각성능과 비교적 낮은 소음을 경험할 수 있는 일체형 수랭식 쿨러다. 튜닝 주변기기를 주로 선보이는 프렉탈디자인답게 깔끔한 디자인과 탄탄한 마감으로 신뢰성을 크게 높인 점이 특징으로 꼽힌다.

프렉탈디자인 Celsius S24
냉각 방식	수랭식 (2열)
펌프	1950 ~ 3150rpm (PWM 제어 가능) 세라믹 소재 베어링 및 섀프트
펌프 작동소음	최고 20dBA
펌프 최대 유량 및 압력	유량 – 40l/h / 0.18 GPM (50도) 압력 – 1mH2O / 1.45 PSI (50도)
펌프 입력 전압 및 전류	전압 DC 12V / 전류 0.15A (전원 9W)
냉각팬 회전속도	500 ~ 2000rpm
냉각팬 최대 공기유량	148.3㎥/h / 87.6CFM 2.30mm H2O
평균 수명	펌프 – 5만 시간 냉각팬 – 10만 시간
호환 소켓	인텔 – LGA 1150 / 1151 / 1155 / 1156 LGA 1366 / LGA 2011 / LGA 2011-v3 AMD – AM2 / AM2+ / AM3 / AM3+ / AM4 FM1 / FM2 / FM2+
가격 (인터넷 최저가)	17만 5350원 (6월 23일 인터넷 최저가 기준)
제품 문의	서린씨앤아이 (http://www.seorincni.co.kr/)

단순하지만 가장 확실한 설계

프렉탈디자인 Celsius S24의 디자인은 여느 일체형 수랭식 쿨러와 큰 차이를 보이지 않는다. 크기는 122 x 284mm로 장착은 120 x 240mm 형태를 갖는 쿨러 지지대에 고정 가능하게 설계됐다. 흔히 빅타워 케이스의 후면 또는 상단, 미들타워 케이스라면 상단에 고정할 수 있을 것으로 보인다. 120 x 120mm 규격은 냉각팬 고정구 1개에만 위치하면 되므로 장착에 어려움이 없으나, 2단 규격이라면 사전에 케이스 호환성 여부를 확인할 필요가 있다.

▲ 베이스와 호스, 라디에이터 등으로 구성된 프렉탈디자인 Celsius S24

구성 자체는 프로세서와 맞닿는 원형 베이스와 냉각수가 이동하는 통로(호스), 뜨거운 냉각수를 식혀주는 라디에이터가 전부다. 외형으로 보이는 마감은 상당히 깔끔하며, 고급 소재를 대거 채용해 성능까지 확보하려는 인상을 주고 있다.

프렉탈디자인은 제품 전반에 구리를 대거 채용했다. 베이스는 물론이고 라디에이터 라인에도 구리를 썼다. 열전도율이 높은 구리를 사용해 타 제품간 차별화를 꾀했고 동시에 냉각 효율을 확보할 수 있었다. 가격 상승의 원인이 되겠지만 확실한 성능을 확보하고자 한 개발사의 노력이 더 돋보이는 부분이다.

▲ 워터블럭의 베이스는 세밀하게 가공되어 프로세서와 최대한 밀착되도록 설계했다

펌프와 베이스의 완성도가 높다. 우선 베이스 지름은 80mm, 높이는 34mm로 설계됐다. 이것 자체만으로는 시스템 설계는 어렵고 패키지에 함께 제공되는 소켓 가이드에 고정해야 제대로 쓸 수 있다. 프로세서 지원은 거의 대부분 제품을 지원한다고 보면 된다. LGA 1156부터 LGA 2011-v3까지 대응하고 있으며, AMD 역시 AM2부터 라이젠 프로세서의 AM4 소켓까지 대응한다.

베이스는 구리로 최대한 매끈하게 설계해 프로세서와의 접촉 면적을 최대한 확보하고자 했다. 여기에 펌프는 빠르고 안정적인 냉각수 이동을 지원한다. 펌프는 1950~3150rpm으로 작동한다. 세라믹 베어링과 샤프트를 통해 소음도 20dB 수준으로 억제하는데 성공했다. 

호스의 길이는 400mm 수준으로 일반적인 시스템 환경에서 장착에 의한 문제는 최소화한 구조다. 펌프의 안정적인 성능과 냉각 효율을 모두 고려한 선택이다. 무엇보다 호스의 겉면을 슬리브 형태로 마무리해 고급스러운 이미지와 내구성을 동시에 제공한다. 일반적인 저가 제품의 호스는 플라스틱 또는 고무 형태인 경우가 많은데, 조립 과정에서 부서지거나 찢어질 가능성이 있다. 슬리브 타입은 이 부분에서 일차적인 방어가 이뤄지므로 내구성 확보에 용이하다.

▲ 호스와 워터블럭의 노즐은 공용 1/4인치 규격으로 만들었다. 이 호스를 분리해 다른 냉각수와 호스를 사용해도 된다. 타 수랭 키트와의 연계도 고려해 보는 것도 가능하다

프렉탈디자인 Celsius S24의 또 다른 장점은 범용성이다. 호스가 고정되는 베이스와 라디에이터의 노즐을 공용 1/4인치로 설계했기 때문이다. 탈착형이기 때문에 대부분의 수냉 키트와의 호환성을 제공한다. 2개의 튜브는 황동 피팅으로 단단히 밀폐 또는 고정 가능하고 전용 도구를 통해 쉽게 열거나 닫을 수 있다.

▲ 라디에이터는 열전도가 높은 구리로 마무리했다. 방열핀이나 내부의 파이프도 깔끔하다

일체형 수랭 쿨러의 핵심은 베이스와 펌프, 라디에이터 정도를 꼽을 수 있다. 베이스는 냉각장치 본연의 완성도에 영향을 주는 부분이니 이를 제외하더라도 냉각수를 효과적으로 이동시키는 펌프와 온도가 오른 냉각수를 다시 식혀 내보내는 라디에이터는 제품 자체의 완성도에 영향을 주는 요소라 하겠다. 그 중 라디에이터는 냉각수를 식힐 수 있는 유일한 곳이라 마감과 재질이 성능에 영향을 준다.

프렉탈디자인 Celsius S24의 라디에이터는 100% 구리로 마무리 되어 있다. 열전도가 높은 물질을 통로로 활용하고 있기 때문에 그만큼 효율이 좋다. 라디에이터에 최대 120mm 냉각팬 2개 장착이 가능한데, 이를 활용해 냉각수 온도를 낮추는 구조다. 냉각팬은 패키지에 2개 포함되어 있다. 공기가 지나는 방열핀은 물결 형태로 촘촘히 마무리 되었다. 구리 재질을 썼지만 산화를 막기 위해 코팅되어 있음은 물론이다.

쉬운 장착성은 큰 매력

프렉탈디자인 Celsius S24에서 두드러지는 부분은 간편한 장착성이다. 거의 대부분의 시스템에 장착 가능한 수준이다. 기본적으로는 현재 주력인 LGA 1150/1151 기반의 시스템과 함께 고성능 라인업인 LGA 2011/2011-v3에도 대응한다. 출시 시기가 오래된 LGA 1155/1156, LGA 1366 등과도 호흡을 맞춘다. AMD도 마찬가지로 기존 AM2를 시작으로 AM3/3+, FM1~FM2+ 등을 폭 넓게 지원한다. 최근 출시한 AMD 라이젠의 AM4 플랫폼에서도 장착 가능하다.

▲ 인텔 및 AMD 시스템 장착을 지원하는 다양한 브라켓과 지지대, 고정 나사 등을 제공한다

때문에 패키지 내에는 2개의 베이스 고정 가이드와 다수의 고정 지지대, 고정 나사 등이 제공된다. 사용 설명서에는 조립 방법과 나사에 대한 설명이 이뤄져 있으니 이를 참고해 조립하면 큰 어려움 없이 수랭식 쿨러 기반의 시스템을 만들 수 있다.

▲ 프렉탈디자인 디파인 C 케이스에 장착한 예시. 상단 및 기타 공간에 240mm 길이의 공간이 있다면 장착할 수 있다

장착성 자체에 대한 어려움은 없다고 보는 것이 맞겠다. 대신 240mm 구조이기 때문에 여기에 맞는 공간 확보가 핵심으로 부각된다. 미니타워 중에서도 상단에 120 x 240mm 냉각을 위한 공간이 있다면 장착 가능해 보인다. 위 이미지는 프렉탈디자인 디파인 C 케이스에 장착한 것으로 상황에 따라 상단 또는 전면에 라디에이터 장착이 가능했다.

대부분의 미들타워 또는 빅타워 케이스라면 여유 공간이 있어 비교적 쉽게 장착 가능할 것으로 예상된다. 대부분 상단이 될 것이다. 굳이 장착한다면 공기 흐름 등을 고려해 전면보다는 상단 장착이 유리하며, 후면에 여유 공간이 있다면 더 좋겠지만 그런 PC 케이스를 찾기 어렵다는 점이 못내 아쉽다.

수랭식 쿨러 특유의 안정적인 성능 돋보여

냉각장치에서 가장 중요한 것은 단연 열을 얼마나 통제할 수 있는가에 있다. 그런 점에서 프렉탈디자인 Celsius S24의 성능은 어느 정도일까? 프로세서에 100% 부하를 줘 열을 최대한 내는 소프트웨어 프라임 95를 활용해 온도를 측정했다. 비교는 인텔 기본 쿨러를 활용했다. 내부 온도는 26도로 유지되는 환경이다.

<테스트 사양>
- CPU : 인텔 코어 i7 7700K (@4.7GHz)
- 메인보드 : 에이수스 프라임 Z270-A
- RAM : 게일 DDR4 16G EVO-X RGB
- 저장장치 : 인텔 730 시리즈 SSD 240GB
- 그래픽카드 : 엔비디아 지포스 GTX 1080 파운더스 에디션
- 파워서플라이 : 시소닉 SS-1200XP 1,200W
- 운영체제 : 윈도10 프로 64비트
- 드라이버 : 지포스 382.52 게임 레디 드라이버

인텔 기본 쿨러와 프렉탈디자인 Celsius S24의 성능 차이가 어느 정도인지 비교할 수 있는 그래프. 결과적으로 모든 쿨러는 10분 이내에 최고 온도에 도달하고 있으며, 그 차이는 상황에 따라 천차만별이었다. 우선 프로세서 자체가 오버클럭시 발열이 상당해 Celsius S24의 온도도 상당히 상승함을 보여줬다. 참고로 인텔 기본 쿨러로 4.7GHz로 오버했을 경우, 온도가 크게 상승해 프라임 95에서 안정적인 구동이 불가능했다. 이에 테스트는 진행할 수 없었음을 미리 알린다.

먼저 기본 온도에서 큰 차이를 보인다. 순정 상태에서의 온도는 27도, 오버클럭이 이뤄진 상태에서는 32도를 기록했다. 인텔 기본 쿨러는 48도부터 시작했다. 각각의 온도는 유휴 상태에서 기록한 최대치의 온도다.

프로세서가 본격적으로 작동하면서 상승하는 곡선에서도 차이를 드러낸다. 인텔 기본형 공랭식 쿨러는 약 6분 가량이 지나면서 쿨러가 처리할 수 있는 최대치인 85도까지 치솟다가 이내 83~84도 수준으로 안정화되는 모습을 보였다. 평균적으로 83도를 유지했으며, 때에 따라 잠깐 84도로 상승하기도 했다.

프렉탈디자인 Celsius S24는 이보다 훨씬 낮고 안정적이었다. 먼저 기본 상태에서는 27도, 오버클럭은 32도부터 시작한다. 이후 프라임 95가 작동하면서 온도가 서서히 올라가는데 상대적으로 냉각수가 초반에 열을 잘 억제해 준다는 느낌을 준다. 약 8~9분 정도에 최고치에 도달하는 모습을 보였다. 기본 상태에서는 56~57도를 오르내리는 수준이며, 오버클럭이 이뤄지면 이보다 높은 70~71도 선을 꾸준히 기록하는 정도였다.

프로세서 성능에 따라 각기 다르겠지만 대체로 온도 억제력은 인상적인 수준이다. 이 때의 소음도 잘 정제된 모습. 냉각팬 속도에 따라 차이는 있겠지만 2열 수랭식 쿨러의 성능이라고 한다면 제법 인상적이라 평가해 볼 수 있겠다.

뜨거운 프로세서의 열로 고민하는 소비자를 위해

최근 프로세서의 발열은 꾸준히 상승하는 추세다. 내부적인 발열 억제 구조에도 영향이 있겠지만 상승 중인 작동속도나 코어 수 등을 감안하면 어쩔 수 없는 현상일지도 모른다. 이를 효과적으로 해결하기 위해서 소비자들은 자연스레 고성능 냉각장치에 눈을 돌리는 모습이다. 잠재력을 끌어내는 오버클럭에도 결국 발열 억제 능력이 최종 결과물에 영향을 준다.

프렉탈디자인 Celsius S24는 그런 점에서 꽤 인상적인 모습을 보여준다. 기본 상태에서 성능을 최대한 끌어내면 일반 공랭 쿨러와 비교할 수 없는 수준의 온도를 유지해 준다. 이는 시스템 내부 온도에도 적잖은 영향을 준다. 오버클럭이 이뤄진 상태에서도 안정적인 온도를 유지해 시스템 안정성을 확보하는 모습이다. 그런 점에서 프로세서의 발열로 고민했다면 한 번은 고려해 볼 법한 제품이다.