고성능 PC SSD 발열, 알루미늄 방열판으로 낮춘다

WD 블랙 SN750 NVMe SSD 방열판 탑재 모델

고성능 PC를 장시간 켜 놓으면 내부에서 발생하는 열로 인해 성능 저하는 물론 내부 부품 수명 단축 등이 발생할 수 있다.

특히 NVMe 인터페이스로 최대 3GB/s 이상 읽기/쓰기가 가능한 고성능 SSD는 높은 열이 발생할 경우 손상을 막기 위해 스스로 성능을 떨어뜨리는 스로틀링 기능이 작동한다. 이 경우 읽기/쓰기 성능이 하락한다.

WD 블랙 SN750 NVMe SSD 방열판 탑재 모델 (사진=지디넷코리아)

WD가 최근 출시한 WD 블랙 SN750 NVMe SSD 방열판 탑재 모델은 고성능 SSD의 주요 발열원인 3D 낸드 플래시와 전용 컨트롤러 칩에 알루미늄 방열판을 덮었다. 이를 통해 장시간 구동시 발생할 수 있는 스로틀링 현상을 최소화하는 것이 목적이다.

■ 수명과 성능에 모두 영향 주는 PC 내부 발열

게임이나 동영상 편집, 실시간 방송을 위해 만들어진 고성능 PC를 장시간 켜 놓으면 프로세서와 그래픽카드 등 주요 부품에서 열이 발생한다. 실온이나 냉방 여부, 케이스 통기성과 계절 등 요인에 따라 달라지지만 PC 내부 온도는 70도에서 90도를 오간다.

강화유리 PC 케이스 파손을 겪은 소비자가 올린 사진. (사진=디시인사이드 컴퓨터 본체 갤러리)

특히 기록적인 무더위를 동반한 지난 여름에는 강화유리 PC 케이스에 저절로 금이 가거나 파손되는 자파현상이 발생해 문제가 되기도 했다.

이처럼 PC 내부 온도가 상승하면 메인보드나 그래픽카드 등에 부착된 캐패시터 등의 수명이 짧아짐은 물론 성능도 하락한다. 과도한 발열을 감지하면 적정 온도를 되찾을 때까지 동작 클럭을 낮추는 스로틀링(Throttling) 기능이 작동하기 때문이다.

■ 알루미늄 방열판 장착한 고성능 SSD 등장

스로틀링은 특히 대용량 고성능 SSD에서 빈번히 일어나기 쉽다. 1~2년 전부터 대중화되기 시작한 NVMe M.2 SSD는 기존 SATA3 SSD와 달리 면적이 손가락 두 개 정도로 극히 좁다. 열을 내보내기가 쉽지 않은데다 프로세서나 그래픽카드와 달리 냉각팬 장착이나 개조도 어렵다.

제품 뒤까지 방열판을 덮어 냉각 성능을 강화했다. (사진=지디넷코리아)

WD가 최근 출시한 WD 블랙 SN750 NVMe SSD 방열판 탑재 모델은 고성능 SSD에서 발생할 수 있는 열 문제를 해결하기 위해 한 가지 시도를 더 했다. 기능이나 성능은 기존 출시 제품과 동일하지만 유럽 수랭식 냉각팬 제조사인 EKWB와 협업해 제품 전체를 둘러싸는 방열판을 장착했다.

고성능 SSD의 주요 발열원인 3D 낸드 플래시와 전용 컨트롤러 칩에 알루미늄 방열판을 덮었다. 이를 통해 장시간 구동시 발생할 수 있는 스로틀링 현상을 최소화하는 것이 목적이다. 20일 현재 1TB 모델 기준 방열판 탑재 모델과 미탑재 모델의 가격 차이는 약 3만원 내외다.

전용 제어 프로그램인 'WD 블랙 SSD 대시보드'에서는 상시간 고성능 작동을 위해 저전력 모드를 비활성화 하는 '게임 모드'도 탑재했다. 단 방열판 두께 때문에 휴대성을 중시한 투인원이나 슬림 노트북에는 쉽게 장착할 수 없다.

■ 4시간 고부하 작업 이후에도 성능 하락 미미

SN750 방열판 탑재 모델의 효과를 알아 보기 위해 간단한 테스트를 실행했다. 고성능 부품으로 구성된 PC에 해당 제품 1TB 모델을 설치한 뒤 4시간 가량 고부하를 가하고 성능 저하 정도를 알아 봤다.

테스트 PC 사양은 인텔 코어 i9-9900K, 에이수스 막시무스 XI 익스트림, 지스킬 트라이던트Z DDR4-3200 8GB×2, 엔비디아 지포스 GTX 2070 그래픽카드, 850W 전원공급장치, 윈도10 1903 버전이다.

부하를 가하는데는 SSD 내구성 테스트에 흔히 쓰이는 '나래온 더티 테스트' 프로그램을 이용했다. 1TB 용량 중 약 70% 가량인 730GB 가량을 반복해서 4시간 기록한 다음, 성능 측정 프로그램인 크리스탈디스크마크(CDM)를 이용해 읽기·쓰기 성능을 측정했다.

테스트 중 방열판 탑재 모델의 온도 변화 추이. (사진=지디넷코리아)

테스트 전/후 크리스탈디스크마크로 측정한 성능 변화. (사진=지디넷코리아)

냉방 장치를 가동하지 않은 실온(24도) 환경에서 나래온 더티 테스트를 실행하자 초기 온도는 33도에서 40도를 거쳐 테스트 종료 시점에는 최고 70도까지 상승했다. 그러나 부하를 가하는 도중에는 온도가 60도 전후로 꾸준히 유지됐다.

나래온 더티 테스트를 통해 기록한 총 용량은 87.6TB로 쓰기보증용량(TBW)의 14% 수준이다. 크리스탈디스크마크를 이용해 테스트 전·후 성능을 비교한 결과 최대 읽기·쓰기 성능 차이는 3% 미만, 4KB 단위 작은 파일의 읽기 성능은 약 14% 하락하는 데 그쳤다.

■ 고성능 PC 쾌적한 구동에는 내부 냉각도 중요

고성능 SSD에 장착된 방열판은 전용 컨트롤러 칩과 3D 낸드 플래시 메모리 등 핵심 부품에서 발생하는 열을 신속히 바깥으로 내보내는 역할을 한다. 이는 발열을 일정 수준으로 억제하는 동시에 스로틀링 현상으로 인한 성능 저하도 최소화한다.

에이수스가 ROG 메인보드에 제공하는 M.2 SSD 전용 냉각팬 지지대. (사진=지디넷코리아)

단 방열판은 온도를 능동적으로 낮추기보다는 발생한 열을 바깥으로 분산시키는 역할만 한다. 에이수스 등 일부 메인보드 제조사는 고급형 모델에 SSD 냉각팬 장착이 가능한 지지대를 추가 제공하기도 하며 이를 활용하면 더 나은 냉각 효과를 얻을 수 있다.

또 프로세서나 그래픽카드 등 다른 부품에서 발생하는 열이 케이스 안에 갇히면 온도 상승을 부채질하는 악순환을 낳는다. 따라서 장시간 고성능 PC를 구동해야 한다면 내부의 뜨거운 공기를 외부로 빠르게 뽑아내는 냉각팬을 장착한 케이스 등을 이용해 PC 내부의 전반적인 온도 상승을 억제하는 것이 바람직하다.