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| 1. 에너지 절약을 생활화 합시다(?) |
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<에너맥스 국내 공식 디스트리뷰터인 컴퓨마트 후원으로 진행된 필드테스트입니다. >
유가상승, 원자재값 상승, 이산화탄소 방출량 증가로 인한 지구 평균기온 상승, 그로 인한 기상이변으로 대표되는 환경재해.... 이제 남의 일이 아닙니다. PC를 사랑하는 우리 소비자들도 슬슬 환경파괴, 자원낭비에 대한 경각심을 가지고 조금이라도 효율적인 소비를 할 수 있도록 노력해야 할 시점이 아닌가 싶습니다. 뜬금없이 웬 환경 타령이냐구요? 이러한 범인류(?)적인 문제가 우리 일상생활과 조금도 동떨어져 있지 않다는 점에서 문제의 심각성이 있기 때문입니다. 휘발유값 인상, 전기요금 인상(한다고 하죠?), 밀가루값 인상, 금속 원자재 가격 폭등으로 인한 전자부품 제조단가 상승 등등... 그 중 PC를 사랑하는 우리 네티즌 입장에서 가장 신경쓰이는 부분은 부품 제조단가 상승으로 인한 시장가격 상승 및 전기요금 인상 부분이 아닐 수 없습니다. 그러나 제품의 원가와 직접적으로 인과관계에 있는 제품 자체의 시장가격에 대한 부분은 소비자 입장에서 어떻게 손쓸 수 없는 부분이니 차치하더라도, 전기요금이라는 부분은, 여러가지 면에서 미묘한 구석이 있죠.
사실 쓴 만큼만 전력사용량이 산정된다면 오죽이나 좋겠습니까만, 실제 전자제품은 그렇지가 못한게 현실입니다. TV, 냉장고 뿐만 아니라 PC까지, DC(직류) 전원을 사용하는 모든 전자제품들은 가정에 공급되는 220V 교류전원을 각 장치에 맞는 직류전원으로 변환하여 각 내부부품에 맞는 전압으로 강압 후 전원을 공급받게 되는데, 일단 교류에서 직류로 전환되는 과정에서 상당한 전력의 손실이 발생합니다. 그리고 DC로 전환되어 각 컴퍼넌트에 맞는 전압으로 강하할 때도 마찬가지로 전력의 손실이 발생하게 되죠. 결국, 전력손실의 주요 핵심파트는 교류전원을 직류전원으로 바꿔주는 전원공급장치, 즉 파워 서플라이라는 점은 누구라도 쉽게 알 수 있습니다.
따라서, 파워 서플라이에서 손실되는 전력을 줄이면 그만큼 전력생산에 필요한 자원소모 및 CO2 방출량도 감소하므로 궁극적으로 환경파괴 속도를 늦출 수 있다는 전제하에 제정된 에너지스타 규약이, 2007년 7월 v4.0으로 업데이트 되면서 전원공급장치 효율을 높일 수 있는 새로운 인증기준이 마련되었습니다. 바로 80PLUS(이하 80+) 기준이죠. 80+ 인증기준에 따라 최근 모든 직류전원 공급장치에 대해 80+ 규격을 통해 인증마크를 부여해 주고 있습니다.
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| ↑80+ 인증을 위한 최소조건. 파워서플라이 전 부하구간에 걸쳐 80% 이상의 효율을 지속적으로 내 줄 수 있어야 80+ 인증자격이 부여됩니다. 80+ 파워서플라이는 20%, 50%, 100% 부하에서 최소 80% 이상의 효율을 유지해야 합니다. 기존의 파워서플라이는 85~100% 부하에서 최대 80~85%까지의 효율을 보였으며 그 이외 조건에서는 60~75% 효율밖에는 내지 못했습니다. (에너맥스 FMAII나 리버티 같은 고급제품군에서는 30~100% 범위에서 80% 효율을 보여주기도 합니다) |
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그러면, 파워서플라이가 왜 80+ 인증을 받아야 하는지에 대해 간단한 사례를 들어 계산해 보도록 하겠습니다.
먼저 확인할 부분은 전력효율입니다. 흔히들 얘기하는 전력효율은 파워서플라이가 출력할 수 있는 정격용량(직류) 대비 필요한 입력 교류전력량으로 나눈 백분율 수치를 의미합니다. 즉, 450W 파워서플라이가 실제로 450W라는 정격출력을 내기 위해 실질적으로 공급받는 교류전력량이 어느정도나 되는가, 라는 부분을 의미하죠. 80+ 규격 이전까지의 파워서플라이들은 대부분 80% 안팎의 최대효율을 지녔던 것이 현실이었습니다.
즉, 450W 출력에 80% 효율을 지닌 파워서플라이라면, 450W 출력을 내기 위해 실제 필요한 교류전력량은..
450(Wdc) x 1.25 = 562W(Wac)
한 가지 주의해야 할 것은, 기존 스위칭 방식의 ATX/SFX 파워서플라이의 구조상, 모든 부하구간에 있어서 항상 최대효율을 발휘하지는 못한다는 점이죠. 예를 들어 시스템이 300W의 전력을 소모한다고 생각해 봅시다.
기존 구조의 스위칭 파워서플라이 전체용량 대비 85%에서 100% 사이의 부하구간에서만 최대효율을 발휘할 뿐 그 이하 범위에서는 70%, 저가 제품들의 경우 60% 근처의 효율을 내는 경우도 흔히 있었습니다.
즉, 300W 시스템에 500W 파워서플라이를 사용할 경우, 파워서플라이 정격출력용량 대비 시스템 로드 수준은
300 / 500 = 0.6
즉 60% 수준이므로 최대효율을 낼 수 있는 85~100% 범위를 벗어나므로, 제품 설계수준에 따라 다르긴 해도 50%~70% 사이의 효율 밖에는 낼 수 없다는 얘기입니다.
즉, 고급형 파워가 아닌 이상 위 사례에서는 최악의 경우 300W 출력을 내기 위해
300 x 1.66 = 499
무려 500W에 가까운 교류전력을 요구하는 경우도 생긴다는 것이죠. 물론 고급형 제품군으로 알려진 에너맥스, 시소닉, 안텍 뿐만 아니라 어느정도 내실있는 제품군인 델타, FSP, CWT 등은 이러한 최대효율 시스템로드 범위가 최대화 되도록 설계노하우를 갖추고 있지만, 흔히 일반 유저들이 많이 사용하는 2~3만원대 이른바 막파워들에서는 이런 부분을 사실 기대하기 힘든게 사실이죠. 바로 이러한 전력의 낭비가 발열이라는 부메랑으로 돌아와 파워서플라이 자체의 발열, 나아가서는 시스템 내부 온도의 상승으로 이어집니다. 250W 출력을 위해 400W 이상의 전력을 끌어쓰는 파워서플라이의 존재. 당신이라면 쓰고 싶으십니까?
반면 80+ 인증을 받은 제품을 사용한다고 가정해 보죠. 25%~100% 모든 부하구간에 걸쳐 80% 이상의 효율을 발휘하도록 설계된 제품이므로
300 x 1.25 = 375
저가, 저효율의 막파워에 비해 무려 120W가 넘는 전력이 절약됩니다. 하루 3시간씩 PC를 사용한다고 생각할 때 한 달 10.8KW의 전력을 절약하는 셈입니다. 이러한 전력효율은 전기요금 절약 뿐만 아니라, 낭비되는 전력 자체가 열로 바뀌어 날아가는 셈이므로 시스템 내부 발열을 줄여주는 효과까지 거둘 수 있습니다. 시스템 내부가 그만큼 온도가 낮아진다는 것, 부품 수명에 아주 중요한 환경변수가 되겠죠.
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| 2. Enermax PRO82+ EPR-525AWT |
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에너맥스는 이러한 부분에서 사실 일찌감치 준비를 해 왔던 회사입니다. 2006년에 이미 발표되었던 FMAII 제품군도 30~100%의 넓은 로드범위에 걸쳐 80%의 효율을 발휘하는 Well-Designed PSU로 명성을 떨친 바 있으나 국내에서는 이상하리만치 이러한 에너맥스 FMAII 제품군의 특성이 제대로 알려지질 않아 인기가 없었던 상황이었습니다. 물론 에너맥스 제품군의 가격이 대체로 국내에서는 비싼 감이 있어 그랬을 수도 있지만 유독 해외와는 다르게 국내에서의 에너맥스의 인기는 성능에 비해 지나치게 낮은 감이 있습니다.
각설하고.
에너맥스의 새 제품군인 82+ 시리즈는 80+ 인증을 받았습니다. Pro82+, Modu82+ 모두 80+ 브론즈 인증을 받아 넓은 범위에 걸쳐 82% 이상의 전력효율을 내고 있습니다. 기존 파워에서는 파워서플라이 정격출력 대비 시스템로드 비율이 낮아질 수록 효율도 낮아져 고용량 파워서플라이를 사용할수록 낭비되는 전력도 많았지만, 80+ 인증 파워에서는 낮은 전력소모의 시스템에 고용량 파워를 사용하더라도 전력낭비 없이 거의 항상 최대효율을 발휘할 수 있는 기반이 마련되었다고 볼 수 있습니다.
사실 말이야 바른 말이지만, 평균적인 최신사양이라 할 수 있는 AMD64 X2 5000+(혹은 인텔 E2160~E4300)에 램 2G, 지포스8600, HDD 1개, ODD 1개 정도의 시스템 사양으로 구성했을 때 아이들시 전력소모는 실제 200W가 되지 않으며, 풀로드시(게이밍)의 전력소모도 300W가 되지 않는다는 점을 감안한다면 어지간히 좋은 파워서플라이를 사용하지 않는 이상 인터넷 등 일반적인 컴퓨팅 환경에서는 60%의 효율, 즉 200 x 1.66 = 332W에 달하는 교류전력을 끌어 썼을것이고, 2~3만원대 막파워라면 그 사용량은 더 높아질 수 있습니다. 효율 최적화라는게 묻지마 저가 파워의 안습 수준의 기판설계에서는 도저히 기대할 수가 없는 부분이니 말입니다. 차라리 최대효율을 위해서는 350W급의 파워서플라이를 사용하는게 더 좋은 일이었을지도 모르죠.
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↑에너맥스 PRO/MODU82+ 제품군은 80+ 브론즈 인증을 받았으며, 최소 효율 82% 이상을 낼 수 있다는군요. 특히 일반적으로 가장 일반적인 상황이라고 볼 수 있는 부하수준인 45~75% 사이 구간에서 최대 88% 효율을 발휘할 수 있습니다.
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에너맥스 82+ 제품군은 외형상 리버티 시리즈의 뒤를 잇는 제품군으로 볼 수 있습니다. 120mm 싱글팬 채용으로 낮은 rpm에서도 파워서플라이 내부 방열에 큰 도움이 되니까요. 기존 FMAII 시리즈의 후면80mm 팬은 소음대비 효율면에서 문제가 좀 있었던 것도 사실입니다. 물론 리버티는 모듈식 커넥터 방식이라, 엄밀히 말하면 Modu82+가 리버티의 후계자라는게 더 어울리지만...
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진정한 에너맥스 Pro82+ EPR-525AWT의 특징은 80+ 인증에 있는 것이 아닙니다. 물로 높은 전력효율을 보여주는 것도 중요한 장점이긴 하지만, 그보다도 파워서플라이 본연의 성능에 충실한지 여부가 더욱 중요한 요소라고 하겠죠. 스펙을 한번 보시죠.
정격출력 525W 주제에 +3.3&+5V 컴바인드 출력을 140W 수준으로 붙들어매고 +12V 출력을 대폭 강화하여 ATX PSU design guide v2.31을 충실하게 이행하고 있고, +12V 통합출력은 무려 40A. 각 12V 라인별 한계출력도 25A로 이정도면 동급 최강이라는 수식어가 붙어도 무리가 없겠습니다. 게다가 +12V 듀얼 라인도 아니고 트리플 라인을 채용, CPU와 VGA, 그 이외 +12V 출력라인을 각각 분리하여 특정 +12V라인에 과부하가 걸리는 사태를 미리 방지하는 효과도 있습니다. (전압강하 최소화는 부수적인 효과가 되겠죠)
| 여기서 잠깐>> 트리플 라인 +12V 25A라는 것은 각 라인이 모두 동시에 25A까지 출력할 수 있다는 의미는 아닙니다. +12V 통합출력 40A를 3개의 라인이 나누어 쓰게 되고, 25A라는 수치는 1개의 라인이 지속적으로 견뎌낼 수 있는 최대 출력량일 뿐 3개의 라인이 모두 동시에 최대출력을 뽑아낼 수 있다는 의미는 아닙니다. 예를 들면, +12V1이 25A를 출력하고 있다면 나머지 +12V2와 +12V3가 끌어쓸 수 있는 출력량은 +12V 15A 뿐인거죠. 그 이상을 요구한다면 파워 서플라이의 OCP(Over Current Protection) 회로가 작동, 셧다운됩니다. |
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제품 스펙은 본체 상부에 붙어 있습니다. 측면에는 Pro82+ 로고를 큼지막하게 인쇄해 놓았네요.
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외형상 큰 특징은 없으나 후면부 전원입력단을 보면, 110/220 전압선택 스위치가 없습니다. 오토 셀렉션도 아니고, 풀레인지 입력방식이군요. 어쩌면 당연한 얘기일겁니다. 액티브PFC 회로 자체가 입력전압을 370~380V 근처까지 인공적으로 끌어올린 후 파형을 뭉개어 역률을 보정하는 방식을 취하는데, 그러다보니 자연히 입력전압이 낮든 높든 상관이 없게 됩니다. 따라서 액티브PFC 회로를 사용한 파워서플라이들 대부분이 입력전원부는 풀레인지, 즉 프리볼트 방식을 취하고 있죠. 물론, 승압방식의 PFC 회로를 탑재하다보니 정류부 커패시터의 내압도 400V 안팎의 제품을 사용합니다.
여기서 잠깐 :: PFC가 도대체 뭐하는 기술??>> 80+ 파워는 액티브 PFC(역률 보상) 기능을 포함하여 설계됩니다. 80+ 인증을 위한 최소조건 중 역률 0.9 이상을 유지해야 한다는 항목이 있기 때문이죠. 그럼, 간단히 역률과 PFC회로, 그리고 전력효율의 관계에 대해 알아보는 시간을 가져 봅시다.
흔히 역률(Power Factor)를 전력효율(Efficiency)와 혼동하시는 분들(심지어는 파워 유통업체 관계자들도 이 개념을 헷갈리더군요. 특히 중국산 막파워 유통사들-_-;)이 많은데, 절대 같은 개념도 아니고 엔드유저 입장에서는 거의 소용도 없는 개념입니다. 전력 공급자 입장에서는 얘기가 다르겠지만 말이죠.
역률이라는건, 사실 뜯어보자면 전자기학과 전자회로를 깊숙히 파야 하는 부분이기 때문에 여기에서 다루기가 참 난해하긴 합니다만....
AC전원을 오실로스코프로 찍어보면, 전류와 전압이 각각의 삼각파(Sine wave)를 그리면서 흐릅니다. 일정한 직선을 그리는 직류와는 달리 먼 거리까지 송전해야 하는 교류만의 특성이죠. 그런데, 여기에서 실효전력(Real Power)와 피상전력(Apparent Power)이라는 문제가 생깁니다.
다음 그래프를 살펴보시죠. 사실 엄밀히 말하면 웨이브 형태가 다르긴 하지만 위상차라는 부분은 달라지지 않으니 그대로 참조합시다. 여기서 관건은 전류와 전압이 가지는 위상차(Vm과 Im 그래프의 최고점에 이르는 지점이 서로 다르죠? 이것을 위상차-Phase Differential-이라고 합니다)로 인해 생기는 무효전력인데 Vm의 그래프와 Im의 그래프의 위상차에 따라 생기는 X/Y축상의 면적이 바로 선로상에서 손실되는 무효전력이고, 이 두 그래프가 겹치는 부분은 실효전력입니다. 그리고 무효전력과 실효전력을 합친 수치가 피상전력이죠. PFC는 입력회로에서 이 위상차를 보정하여 무효전력(겹쳐지지 않는 부분의 면적)을 최대한 줄여 유효전력(겹쳐지는 부분의 면적)으로 변환해 주는 역할을 합니다.
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이것이 잘 되어 있을경우 입력전원의 PF(Power Factor)수치가 1에 가까워져 선로상에서 장치로 입력되는 AC 피상전력의 낭비가 줄어들어 전력 공급자 입장에서는 그만큼 발전에 들어가는 자원을 줄일 수 있습니다. 하지만 사용자 입장에서는? (국내 가정 기준)어차피 AC선로상에서 들어오는 실효전력만 전력량계에 측정되기 때문에 실제로 PFC에 의해 역률보정이 되더라도 비용적인 부분에서 실 사용자가 얻는 이득은 거의 없습니다. 물론 유럽처럼 피상전력 측정까지 의무화 한다면 PFC 회로에 의한 전력절감을 통해 전기요금 절감혜택을 받을 수 있지만, 적어도 실효전력량만 측정되는 국내 일반가정에서는 PFC에 의한 전기요금 절감효과는 없다고 봐야죠. 물론, PFC회로가 역률을 보정하여 불필요한 노이즈를 감소시키고 실효전력을 얻기 위해 낭비되는 피상전력을 최소화 함으로써 인입 전원부의 부하를 줄여주는 효과가 있음은 부정할 수 없죠.
이야기가 잠깐 엇나갔지만, 어쨌든 PFC회로는 AC전원이 선로상에서 발생되는 위상차를 보정하여 피상전력과 실효전력의 차이를 최소화 하는데 기여하지, 파워서플라이의 실질적인 효율(AC-DC변환)에 기여하지는 않습니다.역률을 0.9 이상으로 올려주는 액티브PFC회로가 전력효율을 0.9 이상으로 올려주는건 절대 아닙니다. 만약 그런게 있다면 전기/전자회로 기술의 혁명이라고 해도 과언이 아니겠죠. 잘못 알고 계신 부분, 참고해 주시면 좋겠습니다. ^^
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↑ 에너맥스 PRO82+의 커넥터 구성. <출처 : http://www.enermax.com.tw>
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| 다음으로 살펴볼 부분은 커넥터입니다. 기본 출력용량이 탄탄하고, 트리플라인 12V를 지원하다보니 커넥터 숫자도 만만찮게 많습니다. VGA 보조전원이 무려 3개인데, 그 중 2개는 6+2 방식입니다. 6핀과 8핀 보조전원에 모두 대응하고 있습니다. 그 외에도 SATA 전원커넥터가 무려 7개, 4핀 몰렉스 커넥터 6개를 제공합니다. CPU 보조전원은 당연히 4+4 방식이고, ATX 메인커넥터는 이제 완전히 24핀 방식으로 고정이 되었습니다. ATX PSU design guide v2.3 기준규정대로 만들었네요. :) |
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일단 1부에서 파워 서플라이에 대해 잘못 알려진 부분에 대해 약간 짚어보고, 에너맥스 EPR-525AWT의 외적인 부분에 대해 간단히 알아보았습니다. 이제 2부에서는 내부를 살펴보고 성능테스트를 진행해 보도록 하겠습니다.
<To be continued> |
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