이 글에서는 컴퓨터의 예상 소비 전력을 측정하는 방법을 설명해 보겠습니다.

컴퓨터 예상 소비 전력 측정의 필요성

컴퓨터의 소비 전력을 예상해야 하는 이유는 크게 2가지가 있습니다.

먼저 컴퓨터 조립 시 파워 서플라이의 출력을 결정할 때 컴퓨터의 예상 소비 전력을 알아야 합니다. 일반적으로 CPU, 메인보드, 그래픽카드 등 주요 부품들을 결정한 후 그 부품들의 예상 소비 전력보다 100W 정도 높은 출력의 파워 서플라이를 구매하시는 것이 좋습니다. 나중의 부품을 업그레이드할때도 부담이 없고 출력이 실제 소비 전력에 비해 너무 높지도 않아 안정적인 전류가 공급되기 때문입니다. 참고로 파워 서플라이를 선택하는 방법은 아래 글에서 설명한 적이 있습니다.
[Hardwares] - 파워 서플라이[Power Supply] 구매 가이드

둘째로 컴퓨터가 소비 전력과 사용 시간을 안다면 컴퓨터의 소비 전력량을 알 수 있어 컴퓨터로 인한 전기 요금도 계산할 수 있습니다. 예상 소비 전력에 사용 시간을 곱하면 예상 소비 전력량이 됩니다.

컴퓨터 예상 소비 전력 측정하기

컴퓨터의 소비 전력을 예상하려면 컴퓨터의 모든 부품들의 소비 전력을 더하면 됩니다. 하지만 각 부품의 소비 전력을 찾고 모두 더하는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 그래서 사용중인 부품들을 선택하면 예상 소비 전력을 계산해주는 사이트 2곳을 소개해 보려고 합니다.

먼저 비교적 간단한 사이트입니다.
http://www.power-on.com/calculator.html

이 사이트에서는 시스템의 종류와 CPU, 그래픽카드, 하드디스크 및 기타 보조 기억장치, RAM의 개수 및 USB 장치, 쿨링 팬의 개수만 선탯하신 후 Submit Calculation 버튼을 클릭하시면 됩니다.
이 사이트는 비교적 입력 사항이 간단하기 때문에 예상 소비 전력의 신뢰성도 조금 떨어집니다. 또한 입력 가능한 부품 목록 역시 조금 부족한 것 같습니다. 제가 사용하는 AMD의 투반 1055T는 125W와 95W 두 종류가 있는데 이 사이트에서는 125W 모델만 선택할 수 있습니다. 또한 하드디스크 영역에서 SSD는 선택이 불가능하다는 문제도 있습니다.

이 사이트에서 제 컴퓨터의 소비 전력은 312W로 예상되었습니다.

이번에는 위 사이트보다 좀 더 정교한 사이트입니다.
http://www.enermax.outervision.com/index.jsp

보시다시피 매우 정교한 선택이 가능합니다. 여기서 CPU TDP와 System Load 항목은 90%가 기본값이나 앞의 사이트에서는 100%를 기본으로 계산하는 것 같아 위 사이트와의 비교를 위해 100%로 설정했습니다.

이 사이트에서는 오버클럭 시의 클럭 및 CPU 전압, 시스템 팬의 크기와 LED, 고속 회전 여부 등 매우 세세한 부분까지도 설정할 수 있습니다. 좀 더 정확한 계산을 위해서는 이 사이트를 이용하시는 것이 좋을 것 같습니다.

지금까지 컴퓨터의 소비 전력을 예상하는 방법을 소개해 보았습니다.

 

 


 

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  1. 행인 2012.02.24 07:45 신고

    저는 파워매니저가 있어서 직접 측정한답니다ㅎㅎ
    i5-2500K 4.5GHz 오버 (전력관리기술 all on)
    ASRock P67 Exterem4
    삼성램 RAM 4g x 4 = 16g 1866MHz 오버클럭
    ssd 1개, hdd 1개
    GTX560Ti
    슈플 750w 플래티넘 파워
    각종 팬 8개

    이정도 사용하는데 아이들시 75w 소비하네요.
    예상보단 많이 나온다는;;;

    • 초록 날개 2012.02.24 09:31 신고

      오 샌디 2500K...... 혹시 예전에 저랑 같이 투반 쓰신다고 하시지 않으셨나요?ㅎ 저는 이제 곧 기숙사에 가서..ㅠㅠ 램 오버까지 하시는 것 보면 고수시네요...ㅎ

      근데 파워가 너무 남는 것 같네요...ㅎ 풀로드시 400W 정도 뜨지 않나요? ㅎㅎ

    • 행인 2012.02.24 15:53 신고

      네 ㅎㅎ
      1055T 쓰다가 2500K 갈아탄지 좀 됐습니다.
      삼성램이 오버가 너무 잘되어서 샌디보드에 삼성램이면 램오버는 쉬워요. 그냥 바이오스에서 클럭 1866이나 2133 으로 바꾸고 국민램타 집어넣으면 끝이거든요.
      링스랑, TM5 돌려보면서 안정화 램타, 램전압을 찾아줘야 하지만ㅎㅎ

      원래 파워는 잘만 500w 브론즈로도 잘 사용하고 있었지만...
      슈플에서 최초(?)로 플래티넘 효율 파워를 출시하니까 뽐뿌가 왔다는ㅠㅠ

    • 초록 날개 2012.02.25 17:43 신고

      ㅎ 다음에 컴 맞출때부터는 램오버도 해볼려고요 ㅎ

  2. vivid 2012.03.18 22:24 신고

    조립PC도 요즘 대부분 대기업과 같이 방문 A/S 서비스도 가능하더라구요 A/S 무서워 할 필요가 없는 것 같아요
    http://www.brainbox.co.kr/review/view.asp?id=3951

    • 초록 날개 2012.03.19 17:58 신고

      네. 오히려 부품 개별적으로 보면 A/S 기간이 더 긴 경우도 있습니다...

  3. rit 2012.06.13 21:15 신고

    컴퓨터 사용을 안 할 때도 전력차이가 나지만
    게임이나 동영상 감상 할 때에는 전력 소모가 더욱 크게 차이나더라구요
    이 기사 한번 봐보세요^^
    http://reviewon.co.kr/pms/community/review/detail.do?reviewseqn=105

4. HDD와 SSD의 전력 소비량/발열량 비교

HDD의 또 다른 단점은 기계적으로 플래터를 회전시키는 방식으로 구동되기 때문에 전기적 신호로 구동되는 SSD보다 전력 소모가 훨씬 많다는 점이다. 전력 소모가 많아지면 당연히 발열도 많아지게 된다. 이런 문제 때문에 휴대성이 중요한 넷북이나 노트북에는 SSD가 사용되는 경우가 많다.

HDD와 SSD의 전력 소비량 그리고 그에 따른 발열량을 비교해보기 전에 전력과 발열의 대해 알아보자. 전력이란 전류가 단위 시간 동안에 하는 일 또는 단위시간 동안에 공급된 전기 에너지를 의미한다. 보통 P로 나타내며 단위는 W이고 1W=1J/s이다. 전력은 전류의 일률 개념이므로, 전력을 구하기 위해서는 먼저 전류의 일 개념인 전력량을 구할 수 있어야 한다. 전력량은 어느 시간 동안에 소비된 전기 에너지이므로 전기 에너지와 같은 개념으로 생각할 수 있다.

전위차가 V인 두 지점 사이에서 전하량 만큼이 이동할 때 전력량 W=qV가 되고 시간 초 동안 전류 I가 흐를 때의 전하량은 q=It이므로 W=qV=IVt로 표현할 수 있다. 여기에 옴의 법칙을 대입하면 전력량은 다음과 같이 표현된다.

                   (4)

그런데, 앞에서도 말했듯이 전력인 전류의 일률 개념이고 전력량은 전류의 일 개념이므로 일률 P=dW/dt와 equation(4)를 이용하여 다음과 같이 표현할 수도 있다.

                       (5)

또한 발열량 Q=VIt이므로 발열량이 전력 소비량과 비례함을 알 수 있다. 중요한 점은 컴퓨터 내부에서는 본체의 온도를 일정하게 유지해 주여야 하므로 내부 부품의 온도가 높아질 경우 그 온도를 낮추기 위해 냉각 팬을 가동하므로 결국 기기 자체의 전력 소비와는 별개의 전력 소비가 이루어진다는 점이다. 실제로 컴퓨터의 전체 전력 소비량의 상당 부분이 냉각을 위해 사용된다.

공정성을 위해 같은 용량과 같은 디스크 크기의 HDD와 SSD의 전력 소모를 비교해보자. 삼성전자의 2.5inch 250GB HDD(HM250HI/DOM 250GB) 의 활성 상태에서의 소비전력은 2.5W, 유휴 상태에서의 소비 전력은 0.85W이다. 삼성전자의 2.5inch 256GB SSD(MZ-5PA256/KR SSD 256GB) 의 활성 상태의 소비 전력은 0.24W, 유휴 상태에서의 소비 전력은 0.14W이다. HDD가 SSD보다 전체적인 전력 소비량이 몇 배 이상 많다. 위수치는 삼성전자의 제품 사양 항목에 있는 내용이다. HDD의 경우 최근 1TB 이상의 제품이 대부분이며 SSD는 비교적 작은 용량으로 운영제체를 구동하는 용도로 쓰이는 것 일반적이므로 실제로 차이는 더 크게 난다.

Fig. 4-1 HDD의 발열량 측정을 위한 실험장치

Fig. 4-2 SSD의 발열량 측정을 위한 실험장치

발열량 측정은 단순히 컴퓨터상에서의 벤치마크가 아니라 실제로 실험을 해 보았다. 컴퓨터 내부에서는 CPU와 그래픽카드 등 HDD와 SSD보다 발열량이 많은 부품들이 많으므로 이런 외부 열원들로 인한 변수를 없애기 위해 컴퓨터 케이스 외부에서 실험은 진행했다. 또한 보다 정확한 실험을 위해 Fig. 4-1과 Fig. 4-2처럼 HDD와 SSD를 스티로폼 박스 안에 넣은 후 뚜껑을 덮었다. 그리고 Hard Disk Sentinel이라는 프로그램을 이용해 HDD와 SSD에 Random Seek Test를 진행해 스트레스를 주었다. 실험은 20분 동안 진행되었으며 같은 정도의 스트레스를 주었다.

Fig. 4-3 발열량 실험에서 HDD의 온도변화

Fig. 4-4 발열량 실험에서 SSD의 온도변화

Fig. 4-3, Fig. 4-4 는 각각 HDD와 SSD의 온도 변화 그래프이다. Hard Disk Sentinel은 Random Seek Test를 진행하면서 스트레스를 주고 있는 저장장치의 온도 변화를 측정할 수 있다. 초기 온도는 32℃로 같고 실험이 종료될 때 HDD는 38℃로 6℃가 올랐고 SSD는 2℃ 밖에 오르지 않았다. 역시 HDD의 기본적인 전력 소비량이 많고 모터로 플래터를 회전시키는 등 발열 요소가 많기 때문에 위와 같은 결과가 나온 것 같다.

여기서 한 가지 더 고려해야 할 부분은 바로 실험에 사용된 HDD는 625g이고 SSD는 68g 으로 거의 10배의 가까운 질량차가 있었다는 것이다. 때문에 실제 발생한 열량은 더 큰 차이가 있게 된다.

계산을 위해 HDD와 SSD의 온도는 모든 부분이 균일하게 상승했고 모든 부분은 비열이 0.22cal/g℃인 알루미늄으로 이루어져 있다고 가정하였다. 그리고 각각의 값들을 발열량 식 Q=Cm△T에 대입해서 각각의 발열량을 계산해 보았다.

      

      

즉 HDD에서는 825cal의 열이, SSD에서는 29.92cal의 열이 발생했음을 알 수 있다. 그리므로 실제 HDD에서는 SSD의 약 30배가 가까운 열량이 발생한 것이다. 앞 전력 소모량 수치의 차이보다 더 크다. 이는 같은 전력이 공급되었을 때도 HDD의 발열량이 SSD의 발열량보다 크다는 것을 위미한다. 이처럼 HDD는 SSD보다 발열면에서 크게 불리하다.

위 실험처럼 HDD는 SSD보다 전력 소비가 훨씬 많고 그에 따라 발열량도 커진다. 이는 휴대성을 강조하는 요즈음 트렌트에 큰 지장이 되기 때문에 앞에서도 말했듯이 휴대용 컴퓨터에는 SSD가 보다 많이 사용되고 있다.

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  1. KYJ 2015.05.12 14:59 신고

    글은 너무 좋은데 브라운 성형외과 광고가 떡하니 중간에 자리잡아서 절대 없어지지않네요 누르면 닫힌다고 해서 누르면 즈그 홈페이지로 연결되고 ㅡㅡ 아진짜 완전 좋은글 몇십분만에 겨우찾았는데 진짜 .. 너무 너무열받음ㅋㅋㅋㅋ 발열량 찾다가 내가 발열하는 상황.. 무튼 좋은글 잘읽고 갑니다.!

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