새로운 시대를 위한 강심장··· ATX 3.0 파워 서플라이 ‘MSI Ai1300P PCIE5’

2023.05.26. 17:25:53

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관련상품: MSI MEG Ai1300P 80PLUS플래티넘 풀모듈러 ATX3.0

요즘 PC용 파워 서플라이를 구매하기 위해 정보를 살펴보면 종종 한 가지 문구가 눈에 들어온다. 바로 ‘ATX 3.0’(Advanced Technology eXtended 3.0)이다. 인텔이 2022년 공개한 새로운 파워 서플라이용 규격인데 고출력에서 안전성을 높이고 새로운 인터페이스를 추가해 편의성을 개선한 것이 특징이다.

그래서 최신 CPU와 그래픽카드로 업그레이드하는 사람들은 ATX 3.0 규격으로 설계된 파워 서플라이도 함께 구매하는 것이 보통이며, 특히 지포스 RTX 4090 같은 하이엔드 그래픽카드 사용자는 정격 출력 1,000W 이상인 고출력 제품 쪽에 관심을 가진다.

MSI는 ATX 3.0 규격이 발표된 초기부터 적극적으로 관련 제품을 출시하여 라인업을 확장해 나가고 있는데 현재 최상위 모델로는 ‘MEG Ai1300P PCIE5 80PLUS PLATINUM 풀모듈러 ATX 3.0’(이하 MSI Ai1300P PCIE5)이 있다. 정격 출력 1,300W와 80플러스 플래티넘 등급을 충족하는 고효율, 실시간 모니터링 등 고급형 파워 서플라이로 손색없는 사양을 제공한다.

안전성과 편의성 우수한 ATX 3.0 규격 파워 서플라이

MSI Ai1300P PCIE5는 ATX 3.0 규격을 기반으로 삼아 설계되었다. ATX 3.0 파워 서플라이는 갑작스럽게 출력이 증가하더라도 심각한 손상을 받지 않고 버틸 수 있는 것이 특징이다.

예를 들어 정격 출력 450W를 초과하는 ATX 3.0 파워 서플라이라면 듀티 사이클(Duty Cycle, 기계가 내는 일정한 신호의 주기 중 하나에서 신호가 켜져 있는 시간 비율을 백분율로 나타낸 것)이 10%인 경우 100μs(마이크로초, 백만 분의 1초) 동안은 정격 출력보다 최대 200% 높은 전력이 입력되더라도 부품 손상 없이 견디는 것이 가능하다.

그래픽카드에 사용하는 PCI-E 출력은 안전성이 더 높아서 정격 출력보다 최대 300% 높은 전력을 100μs 동안 버텨낼 수 있다. 그래픽카드는 순간적으로 고출력을 요구하는 경우도 종종 생기는데 기존 ATX 2.3 규격 파워 서플라이는 그런 상황에서 버티지 못하고 부품이 손상될 가능성이 있다.

ATX 3.0의 또 다른 특징은 새로운 인터페이스인 ‘12VHPWR’이 적용된 점이다. 그래픽카드에 전원을 공급하는 인터페이스이며 커넥터는 16핀(12+4핀)으로 구성된다. 12핀은 그래픽카드에 전력을 공급하고 4핀은 그래픽카드에 전달되는 출력 주파수 변동 상태를 확인하는 신호를 보낸다. 신호에서 무언가 문제가 탐지되는 경우 파워 서플라이는 그래픽카드로 공급하는 전력을 통제해서 시스템 안정성을 유지한다.

▲ 그래픽카드 12VHPWR 커넥터에 기존 PCI-E 8핀 보조 전원 케이블 4개 연결한 모습

▲ 그래픽카드 12VHPWR 커넥터에 MSI Ai1300P PCIE5의 12VHPWR 케이블 연결한 모습

MSI Ai1300P PCIE5는 12VHPWR 케이블 하나로 그래픽카드에 전력을 최대 600W 공급할 수 있다. 기존 PCI-E 보조 전원 케이블(6+2핀)은 4개를 연결해야 동일한 수준의 전력을 공급할 수 있기 때문에 훨씬 간편하다.

현재 최신 그래픽카드인 지포스 RTX 4000 시리즈와 라데온 RX 7000 시리즈는 12VHPWR 인터페이스가 적용되고 있으며, 향후 출시될 PCIe 5.0 기반 그래픽카드 역시 같은 인터페이스가 기본 적용될 것이므로 MSI Ai1300P PCIE5는 그래픽카드 업그레이드를 염두에 둔 사람들에게 안성맞춤이다.

정격 출력 1,300W··· 80플러스 플래티넘 인증 통과

▲ 80플러스 플래티넘 인증 받은 MSI Ai1300P PCIE5 (출처=80플러스 홈페이지)

MSI Ai1300P PCIE5는 80플러스 플래티넘 인증을 받았다. 80플러스는 효율이 우수한 파워 서플라이를 구분하는 대표적인 인증이며 효율에 따라 ‘스탠다드’(Standard), ‘브론즈’(Bronze), ‘실버’(Silver), ‘골드’(Gold), ‘플래티넘’(Platinum), ‘티타늄’(Titanium) 등 여섯 가지 등급이 있다.

80플러스 플래티넘은 전압 115V를 기준으로 효율이 파워 서플라이 최대 출력의 20% 부하 구간에서 90% 이상, 50% 부하 구간에서 92% 이상, 100% 부하 구간에서 89% 이상인 경우 인증을 받을 수 있다. MSI Ai1300P PCIE5는 20% 부하 구간에서 91.09%, 50% 부하 구간에서 92.31%, 100% 부하 구간에서 89.38%를 기록해 80플러스 플래티넘 등급을 통과했다.

80플러스 플래티넘 등급 이상인 파워 서플라이는 효율이 높은 것은 물론 전반적인 안전성도 우수하므로 서버 환경에서도 사용된다. 즉 MSI Ai1300P PCIE5 역시 효율과 안전성 면에서 신뢰할 만한 제품이라는 것을 알 수 있다.

한편 파워 서플라이는 효율이 높을수록 소비 전력이 감소한다는 특성이 있다. 따라서 80플러스 등급이 높은 파워 서플라이라면 등급이 낮은 제품보다 전력을 적게 소비한다.

과연 얼마나 격차가 나는지 확인하기 위해 MSI Ai1300P PCIE5와 정격 출력 900W인 80플러스 실버 등급 파워 서플라이의 소비 전력을 비교해보았다.

소비전력은 운영체제가 부팅된 후 아무 작업도 하지 않은 유휴 상태와 프라임95(Prime95) · 3D마크(3DMark)를 동시에 실행해서 CPU와 그래픽카드 사용률을 100% 가깝게 끌어올린 최대 부하 상태에서 측정했다.

▲ MSI 지포스 RTX 4090 슈프림 D6X 24GB 트라이프로져3S

가능한 높은 성능을 발휘하고 소비 전력도 많은 하드웨어로 테스트해보는 것이 좋을 듯하여 테스트 시스템은 고성능 하드웨어로 구성했다.

첫 번째는 하이엔드 그래픽카드인 ‘MSI 지포스 RTX 4090 슈프림 D6X 24GB 트라이프로져3S’이다. 현재 데스크톱 그래픽카드 가운데 가장 높은 성능을 내는 지포스 RTX 4090 GPU가 장착되었고 최대 사용 전력은 웬만한 PC보다 2배 이상 높은 480W에 달한다.

소비 전력이 많은 만큼 GPU와 전원부 발열량도 만만치 않은데 그 점에 대비하여 풍량이 강한 쿨링팬 3개와 대형 알루미늄 히트 싱크, 구리 재질 히트 파이프로 구성된 트라이 프로져 3S(TRI FROZR 3S) 쿨러가 장착되었다.

▲ AMD 라이젠 9 7950X

두 번째는 ‘AMD 라이젠 9 7950X’이다. 현재 AMD 데스크톱 프로세서인 5세대 라이젠(Ryzen) 프로세서 가운데 최상위 라인업에 속하는 제품으로 Zen4 아키텍처와 5nm 공정을 기반으로 높은 성능을 발휘한다. 코어 개수는 16개(32스레드)이고 기본 클럭은 4.5GHz, 최대 클럭은 5.7GHz이다. TDP(열설계전력)가 170W여서 소비 전력이 높은 편이다.

그 외에 다른 하드웨어로는 ‘G.SKILL TRIDENT Z5 RGB DDR5-6000 16GB (8GB x2)’와 ‘Seagate 파이어쿠다 510 M.2 NVMe 1TB’, ‘MSI MEG 코어리퀴드 S360’을 사용했다.

측정 결과 MSI Ai1300P PCIE5의 소비 전력은 유휴 상태에서 125W 내외, 최대 부하 상태에서 700W 내외로 측정되었다.

비교 대상인 80플러스 실버 등급 파워 서플라이는 유휴 상태에서 130W 내외, 최대 부하 상태에서 740W 내외로 측정되었다. 최대 부하 상태에서 MSI Ai1300P PCIE5보다 소비 전력이 5.7% 가량 더 증가된 것이다.

고성능 PC를 지속적으로 장시간 이용하는 사람은 전기 요금도 상당한 부담으로 작용하는데, MSI Ai1300P PCIE5처럼 효율이 높은 파워 서플라이를 이용하면 그 부담을 줄이는 데 도움이 된다.

필요한 케이블만 연결해서 쓰는 풀 모듈러 구조

MSI Ai1300P PCIE5는 사용자가 필요한 케이블만 연결해서 사용하는 풀 모듈러(Full Modular) 구조로 설계되었다. 따라서 불필요한 케이블이 PC 케이스 내부에서 공간을 차지해 다른 하드웨어와 간섭되는 일을 피할 수 있다.

제공되는 케이블은 총 8종류이다. 메인보드 전원 케이블(20+4핀 커넥터), CPU에 보조 전원을 공급하는 EPS 케이블(4+4핀 커넥터, 8핀 커넥터), 그래픽카드용 PCI-E 보조 전원 케이블(6+2핀 커넥터) · 12VHPWR 케이블(12+4핀 커넥터), HDD · SSD용 SATA 케이블, 쿨링 팬과 기타 장치용 MOLEX 케이블(4핀 커넥터), FDD 케이블(4핀 커넥터) 등이다.

모든 케이블은 슬리브(sleeve) 방식으로 만들어져서 높은 발열과 전압에도 충분히 견딜 수 있다. 다만 케이블이 여러 가닥으로 나뉘어 있어서 PC 케이스 내부에서 깔끔하게 정리하기 어려운데 그럴 때는 기본 구성품인 케이블 매니저를 이용하면 된다. 케이블 여러 가닥을 한데 모아서 고정시킬 수 있다.

작동 상태 실시간으로 살펴볼 수 있는 G·I 기술

MSI Ai1300P PCIE5의 케이블 커넥터 한쪽에는 삼각형 모양 아이콘과 ‘G.I.’라는 문구, 그리고 USB 타입B 미니(Type-B Mini) 포트가 보인다. 이 제품에 MSI의 기술인 ‘Gaming Intelligence’(게이밍 인텔리전스, 이하 G·I)가 적용되었고 이를 사용하기 위한 전용 포트가 있다는 것을 보여주는 것이다.

기본 구성품 중 하나인 USB 타입B 미니 케이블을 MSI Ai1300P PCIE5 본체에 있는 포트에 꽂고, 반대편을 메인보드에 있는 USB 9핀 커넥터에 꽂으면 연결 과정이 완료된다.

MSI Ai1300P PCIE5와 PC를 연결한 상태에서 ‘MSI 센터’(MSI Center) 앱을 이용하면 G·I 기술을 활용할 수 있다. MSI 센터 앱은 마이크로소프트 스토어에서 다운로드 가능하다.

G·I는 요약하면 파워 서플라이 모니터링 기술이다. 현재 출력 상태와 효율, 온도, 쿨링팬 속도 등 주요 정보를 알 수 있고, 주간 소비량(전력 소비량)을 그래프로 보여줘서 파워 서플라이 상태가 궁금한 사용자에게 큰 도움이 된다.

또한 ‘DC 출력’ 항목에서는 사용자가 CPU와 그래픽카드용 +12V 출력을 ‘멀티 레일’과 ‘싱글 레일’ 중 원하는 것으로 변경할 수 있다. 멀티 레일은 각각의 +12V 출력부에 과전류 보호 장치를 적용할 수 있어서 +12V 출력부가 하나만 있는 싱글 레일보다 안전성이 더 높고, 싱글 레일에서는 +12V 출력을 한 곳에 집중하여 멀티 레일보다 CPU와 그래픽카드에 더 높은 출력을 제공할 수 있는 것이 특징이다.

‘팬 속도’ 항목에서는 자동으로 조절되는 쿨링팬 속도를 사용자가 원하는 속도로 변경할 수 있다. 범위는 0RPM에서 2500RPM 사이다. RPM이 높을수록 풍량은 강해지지만 소음이 커지고, 낮을수록 풍량은 약해지고 소음이 줄어든다. 기본 상태인 ‘오토’에서는 파워 서플라이 전력 부하가 55% 미만이거나 온도가 70°C 미만이면 자동으로 쿨링팬이 작동을 멈추는 ‘제로팬’ 모드가 활성화된다.

‘실시간 대시보드’ 항목으로 들어가면 현재 파워 서플라이 작동 상태를 그래프로 더 자세하게 알려준다. 제품이 정상적인 상태라면 그래프가 상하로 크게 요동치지 않고 수평으로 일직선에 가까운 모습을 유지한다. 특정한 전압에서 그래프가 비정상적으로 나타난다면 연결된 하드웨어나 파워 서플라이에 문제가 생긴 것일 수 있으므로 바로 점검해보는 것이 좋다.

높은 안전성에 신경 쓴 내부 구조

MSI Ai1300P PCIE5는 액티브 PFC(Active Power Factor Correction, 능동형 역률 보정)가 적용되었다. 이를 통해 파워 서플라이 발열과 전력 손실률을 높이는 고조파를 억제하고 무효 전류를 최소화시켜서 전기 낭비를 줄일 수 있다.

또한 불의의 사고로 인해 파워 서플라이나 다른 하드웨어가 손상되는 것을 방지할 수 있도록 OVP(과전압 보호 회로), OCP(과전류 보호 회로), OPP(과전력 보호 회로), OTP(과열 보호 회로), SCP(단락 보호 회로), UVP(저전압 보호 회로) 등 여섯 가지 보호 회로가 적용되었다.

내부에 장착된 1차 커패시터(콘덴서)는 105°C까지 견딜 수 있는 일본산 커패시터이다. 85°C까지 견디는 일반 커패시터보다 높은 수명을 기대할 수 있으며 이를 통해 파워 서플라이가 고온에서도 안정적으로 작동하게 만든다.

외부 전기가 유입되는 전원 케이블 커넥터 뒤에는 전자파 노이즈를 제거하여 전류를 안정적으로 공급할 수 있게 만드는 EMI 필터와 접지가 장착되었고, 발열이 심한 곳에는 방열판이 부착되었다.

쿨링팬은 ‘사일런트 게일 P12’(SILENT GALE P12)가 장착되었다. 앞서 언급한대로 제로팬 모드가 적용되어서 파워 서플라이 부하나 온도가 낮으면 작동을 정지해 소음을 일으키지 않는다.

날개 부분은 강도가 높은 화합물인 LCP(Liquid Crystal Polymer, 고분자액정)로 만들어졌는데 그에 따라 최고 속도로 작동 시 진동을 줄이고 열팽창으로 인한 외형 손상을 방지한다. 그리고 중심축에는 작동 시 소음을 줄이면서 내구성을 높일 수 있도록 HDB(Hydraulic Dynamic Bearing, 유압식 역학 베어링)가 내장되었다.

최신 게이밍 PC에 적합한 파워 서플라이