지금까지 거의 모든 그래픽카드 메이커는 GPU 온도를 낮추는 것만 신경 썼다. GPU 온도를 낮출 수만 있다면 그 어떤 구조도 상관 없고 케이스 내부 온도가 올라가던 말던 신경 쓰지 않는 것이 그래픽카드 메이커 였다.

PC 내부 온도가 높아지면 GPU 온도도 올라가지만 그건 PC 내부 공기 순환에 문제가 있는 것이지 자신들이 해결할 문제가 아니라는 입장 였는데 마침내 엔비디아가 이에 대한 해법을 들고 나왔다.

지포스 RTX 30 시리즈 파운더스 에디션에 적용된 극단적으로 짧은 PCB 설계와 새롭게 디자인된 히트싱크와 쿨링 구조가 바로 그것이다.

■ 케이스 내부, 공기 흐름에 주목한 엔비디아

엔비디아가 쿨링 구조를 바꾼 근본적인 이유도 결국은 쿨링 성능을 개선하기 위해서다.

다만, 오픈 케이스 상태에서만 제 성능이 발휘되는 기존 쿨링 구조와 달리 인 케이스, 즉 PC 내부에 그래픽카드를 장착한 상태에서도 쿨링 성능을 제대로 보장하기 위해 조금 다른 접근법을 시도했다.

그래픽카드 쿨러로 PC 내부 공기 흐름을 개선할 수 있다면 기존 방식 보다 쿨링 성능을 높이거나 더 적은 소음으로 GPU 온도를 안정적으로 유지하는 것이 가능하다고 생각한 것이다.

그런 접근법으로 기획된 지포스 RTX 30 시리즈의 파운더스 에디션은 그 목적에 충실하도록 설계됐다. 

케이스 전면에서 유입된 공기가 외부로 배출되지 못해 케이스 내부를 맴돌지 않도록 좌측 팬이 출력 포트 쪽으로 덮여진 공기를 직접 배출하고 우측 팬이 히트싱크를 지나 덮여진 공기를 케이스 후면 배기팬 쪽으로 흘러가게 만든 것이다.

그리고 이 구조를 실현하기 위해 일반적인 그래픽카드 보다 훨씬 작게 회로를 설계하고 부품들을 배치 했다.

GPU와 메모리 그리고 파워 콤포넌트 간격을 극단적으로 짧고 매우 촘촘하게 배치하고 12핀이라는 새로운 PCIe 파워 커넥터를 도입한 것도 다 이 때문인데 그런 구조 변화가 없었다면 공기 흐름 개선에 도움이 되는 우측 팬 같은 구조는 실현하지 못했을 것이다.

엔비디아는 이런 변화를 통해 기존 세대 쿨링 보다 20도 더 낮은 온도와 10 dBA 더 조용한 게이밍 환경을 실현 했다고 지포스 RTX 3080 파운더스 에디션을 소개하고 있다.  

■ 온도 테스트 시스템 소개

엔비디아가 도입한 새로운 쿨링 구조가 인정 받으려면 인 케이스 상태에서도 GPU 온도가 안정적으로 유지되고 PC 내부 온도나 주변 부품 온도가 올라가는 것은 최소화 해야 한다.

필자는 이러한 변화를 확인하기 위해 오픈 케이스와 함께 인 케이스 상태를 확인해 보기 위해 넓은 공간 확장성과 원활한 공기 흐름을 보장하는 커세어 크리스탈 시리즈 680X RGB 케이스를 준비했다.

이 케이스는 파워와 SSD, HDD 공간이 분리된 2중 구조 케이스로 전면 360, 상하 280 크기 라디에이터를 장착할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 규격의 커스텀 수냉 까지 가능한 넉넉한 공간이 제공된다.

팬은 3개의 120mm LL120 RGB 팬이 전면에 장착된 상태로 제공되고 후면 배기 팬으로 120mm 팬이 기본으로 제공된다.

기본 구성만으로도 효과적인 공기 순환이 가능하지만 케이스 중간에 위치한 그래픽카드가 공기 흐름을 방해하는 건 마찬가지라서 지포스 RTX 3080 파운더스 에디션의 새로운 쿨링 구조를 평가하기에는 더할 나위 없는 제품이다.

참고로, 이번 기사에 사용된 시스템에는 AMD 순정 쿨러와 라이젠 9 3900X, 그리고 ASUS ROG 크로스헤어 VII 히어로를 사용했다. 공기 순환이 CPU 온도에 얼마나 영향을 주는지 확인하기 위한 선택이며, 메모리 온도와 SSD 온도도 함께 측정했다.

CPU 온도에 따른 팬 속도 조절 기능이 영향을 주는 것을 최소화 하기 위해 CPU 팬 속도를 65% (1656 RPM)로 고정했고 케이스 전면 팬과 후면 배기 팬도 1500 RPM과 1000 RPM 정도로 고정시켜 테스트 했다. 

■ 오픈 케이스 테스트 | 쿨링 성능 확인

인 케이스 테스트에 앞서 주변 온도에 영향을 받지 않는 오픈 케이스 테스트 결과부터 확인해 보자.

이 결과는 최적의 실내 온도 환경에서 해당 쿨러 성능과 GPU 온도가 얼마인지를 확인하기 위한 것으로, 테스트 결과 지포스 RTX 3080 파운더스 에디션과 지포스 RTX 2080 파운더스 에디션의 온도 차이는 겨우 1도였다.

두 제품의 소비전력 차이가 95W인 상황에서 GPU 온도 차이가 1도 뿐이라는 것은 지포스 RTX 3080 파운더스 에디션의 쿨링 성능이 그 만큼 월등하다는 것을 의미한다. 소음은 따로 측정하지 않았지만 지포스 RTX 2080 파운더스 에디션 보다 조용했다.

참고로, 지포스 RTX 3080 파운더스 에디션에는 제로 팬 기능이 포함되어 GPU 온도가 50도 까지 쿨링 팬이 작동하지 않게 설계됐다.  

■ 인 케이스 테스트 | CPU 온도가 내려갔다

지포스 RTX 3080 파운더스 에디션을 제대로 평가하기 위한 인 케이스 테스트는 예상대로 결과가 상당히 만족스러웠다.

Idle 상태에서는 팬이 돌지 않아 같은 시간을 평가해도 지포스 RTX 2080 파운더스 에디션 보다 GPU 온도가 높았지만 그 만큼 소음이 없고 50도 까지 도달하는데 걸리는 시간도 꽤 길었다. 커세어 크리스탈 시리즈 680X RGB 케이스 전면에 장착된 3개의 120mm 팬에서 계속 시원한 공기를 불어 주니 제로팬 기능이 꽤 오래 유지된 것이다.

약 5분간 Idle 상태를 지속한 후 엔비디아가 주장한 공기 흐름의 실체를 확인하기 위해 3DMARK 스트레스 테스트(타임스파이 익스트림)를 실행했다. 온도 변화는 HWInfo를 통해 모니터링 하도록 만들었고 테스트가 끝난 후 부품 별 최고 온도로 기록한 것이 위 표에 정리된 결과다.

스트레스 테스트 동안 지포스 RTX 3080 파운더스 에디션과 지포스 RTX 2080 파운더스 에디션의 GPU 온도 자체는 별 차이가 없었다. 엔비디아가 설정해 둔 기준 온도에 따라 팬 속도가 자동으로 조절 되니 당연한 결과다.

온도 차이는 CPU에서 발견됐다. 그것도 무려 12.4도나 말이다.

구조적인 차이가 크다 해도 전혀 예상하지 못한 결과인데 아무래도 지포스 RTX 2080 파운더스 에디션은 그래픽카드 상단으로 배출된 뜨거운 공기가 CPU 쿨러에 빨려 들어갈 가능성이 크다 보니 CPU 온도가 상대적으로 높을 수밖에 없던 것으로 판단된다.

지포스 RTX 3080 파운더스 에디션은 CPU 쿨러 보다 우측에 쿨링 팬이 위치하고 있는데다 케이스 전면에서 흡입된 차가운 공기가 섞이면서 CPU 쿨러로 흘러 가니 CPU 온도가 낮을 수 밖에 없다.

대신, 지포스 RTX 3080 파운더스 에디션의 우측 팬 위가 메모리 슬롯 바로 아래라서 메모리 온도에는 부정적인 영향을 줄 수가 있는데 그래서 그런지 지포스 RTX 3080 파운더스 에디션을 장착 했을 때 메모리 온도가 6.5도 더 높았다. 메모리 오버클럭이나 튜닝 램 사용자라면 이에 대한 대책이 있어야 할 듯 싶다.

메인보드 온도와 SSD 온도는 큰 차이도 아니고 둘 다 안정권에서 벗어나지 않아 크게 신경 쓸 필요는 없어 보인다.

참고로, 이번 결과에 나온 CPU 온도 차이는 케이스 전면 팬이 상단부터 하단까지 모두 장착된 상태.. 그러니까 120mm 팬 기준으로 3개 모두 장착된 상태에서만 이런 효과를 기대할 수 있지 팬 한 개만 하단이나 중앙에 장착하면 이번 결과와 같은 온도 차이는 실현하기 어려울 수 있다. 

■ 지포스 RTX 3080 FE, 12핀 커넥터와 소비전력

지포스 RTX 3080 파운더스 에디션에 적용한 12핀 파워 커넥터는 PCB 사이즈를 최소화 하기 위한 선택이다.

PCB 사이즈를 넉넉하게 설계할 수 있었다면 굳이 12핀 파워 커넥터를 도입할 필요가 없다. 8핀 PCIe 파워 커넥터 2개나 3개를 배치하면 끝날 일이었다.

하지만, 새로운 쿨링 구조 도입을 위해 PCB 사이즈를 극단적으로 줄이다 보니 여러 개의 8핀 PCIe 파워 커넥터를 대신할 새로운 파워 커넥터가 필요하게 됐고 그래서 만들어 낸 것이 12핀 파워 커넥터다.

12핀 파워 커넥터는 최대 출력 400W 이상, 단자 크기는 기존 8핀 파워 커넥터 수준이라서 엔비디아가 필요한 모든 조건에 부합 되는데 아쉽게도 기존 파워 서플라이(PSU)는 이를 직접 지원하지 않아 변환 케이블을 사용할 수 밖에 없는 상황이다.

어차피 AIC 파트너 제품들은 12핀 파워 커넥터 도입에 적극적이지 않아 크게 신경 쓸 필요는 없지만 그런 모델을 선택하게 된다면 이에 대한 대책이 있어야 한다.

일반적으로는 그래픽카드 제조사들이 듀얼 8핀 to 12핀 변환 케이블을 제공할 가능성이 높아 크게 신경 쓸 부분은 아니다. 엔비디아도 파운더스 에디션 기본 패키지로 듀얼 8핀 to 12핀 변환 케이블을 제공하고 있다. 

만약, 듀얼 8핀 to 12핀 변환 케이블이 미관상 좋지 않게 생각한다면 파워 서플라이 제조사들이 준비한 모듈러 파워 케이블을 알아보면 된다.

이미 확인 됐듯이 시소닉과 FSP, 커세어 등에서 자사 모듈러 파워용으로 엔비디아 12핀 케이블을 공급하려고 준비 중이다. 변환 케이블과 모듈러 파워용 직렬 케이블의 차이는 미미 하지만 변환 케이블은 저항 값이 일부 증가할 가능성이 높아 이론적으로는 모듈러 파워용 직렬 케이블이 추천된다.

필자는 지포스 RTX 3080 파운더스 에디션에서 시소닉이 제공한 모듈러 파워용 직렬 케이블과 엔비디아의 듀얼 8핀 to 12핀 변환 케이블을 모두 사용해 봤으면 실사용 환경에서 두 조건의 차이는 발견하지 못했다. 

지포스 RTX 3080 파운더스 에디션의 소비전력은 320W다. 기존 RTX 2080이 215W 였으니 1.5배 정도인 105W나 더 전기를 먹게 됐다. 물론, 실 사용 환경에선 그 차이가 다를 수 있기에 그 차이를 직접 비교해보고자 했다.

테스트는 간단하다. 그래픽카드를 바꿔가며 시스템 전체 소비전력을 측정하면 된다.

그렇게 소비전력을 측정해 보니 예상대로 지포스 RTX 3080 파운더스 에디션의 소비전력이 가장 높았다. 시스템 소비전력 기준 416W, 지포스 RTX 2080 파운더스 에디션과 비교하면 117W나 상승 했는데 그래픽카드에서 소모하는 전력 뿐만 아니라 CPU에서 소모하는 전력이 합쳐지다 보니 이런 결과가 나타난 것으로 판단된다.

HWinfo로 체크한 GPU 자체 소비전력은 TGP 차이 보다 적었다. 스펙보다 적은 94W 정도라서 그나마 다행인데 그래도 320W는 좀 부담되는 면이 없지 않다. 높아진 성능 만큼 전력 소모가 높아진 것이 아쉬울 따름이다.