cpu 초코파이 쿨러는 왜 플라워 형태에 보드를 향해 불어낼까요?

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쪽팔리면 질문하지 맙시다. 소중한 답변 댓글을 삭제하는건 부끄러운 일 입니다 


종이 케이스 만들어 보려고 하니 여러가지 고민이 들어 질문은 해봅니다.


1. 플라워 형

초코파이 쿨러는 플라워 형 냉각핀을 갖는 형태입니다.

일반적으로 불어내서 식히는게 유리하니 메인보드 방향으로 바람을 불어 버리는데

아무래도 공기 순환에는 불리한 구조고, 그래서 요즘에는 대개 타워형 쿨러로 나오는 것 같습니다.

그럼에도 불구하고 레퍼런스 쿨러가 플라워형인 이유는 무엇일까요?

크기(=단가), 적절한 성능 이 의심되긴 한데.. 다른 이유가 궁금합니다.


2. 바람의 방향

팬이 바람을 끌어들여 냉각핀을 식히고 뜨거운 바람이 메인보드를 강타합니다.

그렇다면 cpu 는 식어도 시스템 전체는 올라갈 것 같은데

비록 cpu를 냉각시킨 열풍이 높아야 40~50도 선도 안될테니(풍량 및 유속으로 인해)

시스템을 냉각시키는 용도로는 나쁘지 않아 그러려니 하긴 합니다만

케이스가 아닌 오픈 케이스를 상정한다면 cpu 방향으로 바람을 쏘는게 아니라 빨아 올려서 뱉어내는건 어떨까요? 

대개 배기가 흡기보다 효율이 좋다고는 하지만 궁금합니다



3. 덕티드 팬

빨아들이는게 쏘는것 보다 불리한건 아무래도 고기압이 저기압쪽으로 끌려오는 것이다 보니

불어내면서 고기압이 형성되고 반대편의 저기압 방향으로 어느정도는 자연스럽게 빨려나가는걸 유도해서 상대적으로 효율이 높은게 아닐까 예상을 해봅니다.

다만 일반적인 흡기의 경우 팬과 냉각핀을 밀폐하지 않아서 핀을 심층까지 바람을 빨아들이지 못해 냉각효율이 떨어질 것으로 생각되는데

반대로 냉각팬을 원통으로 감싸서 팬이 빨아 들임으로서 전반적인 유량을 확보 가능하도록 "덕티드 팬" 형태로 구성을 한다면

오픈 케이스에서 cpu 냉각만을 감안하면 효율이 어떨까 궁금합니다.



4. 팬 회전 방향

초코파이 팬이 DC에 PWM 으로 구성되어 있으니 DC 전원만 방향을 반대로 해주면

바람의 방향을 단순하게 뒤집을 수 있을 것 같긴한데 4핀의 tach 쪽 출력에는 영향을 주지 않고

정상적으로 사용이 가능한지 궁금합니다.





미리 답변 감사드립니다.

딸 넷 아들 하나 아빠 (큰 딸, 작은 딸, 왕큰 딸, 암 뭉뭉이, 수 뭉뭉이) - minimonk.net
짧은글 일수록 신중하게.
박문형 2023-06
지금의 인텔 PC 쿨러의 원조격 쿨러는 PC 478 시절 쿨러입니다..

이 때 중요한 것이 케이스에서 보드가 고정되는 반대쪽  CPU 쿨러 위에 에어덕트를 달고 케이스에 시원한 바람이 흡입되도록 구멍을 뚫었다는 것입니다..

그리고 CPU 주변에는 CPU에 전기를 공급하는 열이 나는 CPU 전원부가 있습니다..

공기의 흐름이 보드 위에서 보드 아래로 가게 만든 것은 보드에서 열이나는 부분을 식히기 위함이라고 생각합니다..

왜 초코파이형을 사용했냐는 것은 저는 증빙하지 못합니다.. 아마도 제조하기 쉽고 효율이 재일 나았겠죠..

https://kbench.com/?q=node/9255

그리고 옛날에 ORB 쿨러라고 있었는데 아시는지 모르겠습니다..

https://tweakers.net/nieuws/7581/hp-panaflo-orb-cooler-review.html

https://www.ebay.com/itm/293749576019

이런 것인데 HP 쪽에서 맨처음 유닉스 서버 같은 곳에 적용하였던 것으로 기억합니다..
     
구차니 2023-06
cpu가 굳이 35도 말뚝 온도 유지할 필요는 없고 데미지가 입지 않는 80도 미만으로만 유지해주면 되니
고성능이 필요없고 케이스로 어느정도 밀폐된 상황에서는 내부 공기 자체를 적절하게 휘저어 주는게 더 유리하다고 판단했을 것 같기도 합니다.
그러고 보니 과거에는 케이스 측면에  cpu 쿨러를 위한 슈라우더가 있었는데 투명 아크릴 케이스랑 생겨나면서 자취를 감춘것 같습니다.

ORB 쿨러는 처음봅니다. 좋은 정보 감사합니다.
DOSS 2023-06
1.2.3번은 머 상황따라 달라진다고 치고
4번의 경우는 반대로 돌아간다고 해도 효율이 떨어집니다
팬은 한쪽방향으로 바람이 불때 효율이 좋게끔 날개 곡면이 디자인 되어 있습니다
     
구차니 2023-06
빨아 들이는 팬과 불어내는 팬이 설계가 다른가 보네요?
한번 관련 내용 찾아 봐야겠습니다
만두와라면 2023-06
대기업 완제품 피씨보면
씨퓨쿨러를 배기로 해놓고 후면과 연결해서 배기팬 역할까지 겸하는 경우가 있긴합니다.
     
구차니 2023-06
과거에는 프라스틱 덕트로 만들곤 했었죠
녹색이라던가 녹색이라던가..
          
dateno1 2023-06
In Win은 검은색이던데요
dateno1 2023-06
1. 아마 높이때문일껍니다 (타워형으로 하면 LP같은 케이스는 답 없음)

거기다 전통적으로 그렇게 해왔기떄문이란 측면도 있을껍니다

2. 아무리 시퓨에서 나온 열풍이라도 아에 아무것도 없는것보단 냉각되기땜에 플라워형 나름대로 전원부랑 램 냉각에 보템이 됩니다

만일 공기 흐름을 180도 반대로 할려면 가이드가 없다면 제대로 된 공기 흐름 기대하기 힘들껍니다 (거기다 차가운 공기를 시퓨에 가져다주는게 아니라 미지근한 공기를 시퓨에 가져다주게되서 냉각능이 나빠짐)

기본적으로 가장 뜨거운 부분을 가장 집중적으로 냉각한다는 사상으로 설계되어있다고 보셔야 합니다

4. 반대로 돌린다고 제대로 된 공기 흐름이 반대 방향으로 생기는것 아닙니다

날개 모양부터가 특정 방향으로만 제대로 작동하게 되어있습니다
     
구차니 2023-06
1. 확실히 타워팬은 기존 케이스 규격 한계치 까지 올린걸 보면 공간 측면에서는 플라워가 무난한 선택/저렴한 선택인 것 같기도 합니다.
타워형 되면 히트파이트 들어가야 하니 금액도 많이 올라갈 것 같기도 하고, 일반 알루미늄 실린더를 늘려서는 금액도 답이 안나올테니 말이죠.

2. 전원부 / 램 발열은 만져보질 않아서 모르겠네요. 그래도 자체 발열로 인한 대류 보단 cpu 팬 바람이 거치는게 효율적일 것 같긴 합니다.

4... 어 3 어디갔나요 -ㅁ-?
날개가 특정 방향으로만 작동은 전혀 예상하지 못했네요. 양방향으로만 생각했습니다.
          
dateno1 2023-06
1. ~1200까지 쿨러 판매가가 0.5만 이하였으니 금액 올라가면 답 안 나오죠

2. 발열자체가 엄청난건 아닌데, 나름 온도는 올라갑니다 (심하면 이쪽 온도가 상한 넘어서 리셋되거나 꺼질정도는 됨)

3은...어떤타입 팬 애기하시는건가요?

4. 날개 평면이 아니라 휘어있고, 한쪽이 움푹 들어간 디자인이다보니 반대편으로 돌아가면 효율이 떨어집니다
               
구차니 2023-06
다른분들의 의견을 본 받아 안되면 팬을 뒤집어 달도록 해야겠습니다.

dateno님 댓글에 3번이 없어서요 ㅎㅎ
                    
dateno1 2023-06
골판지로 모형 만들어서 측정해보시거나, 시뮬레이션 소프트 써서 모형 돌려보세요

팬 방향과 사이즈 위치 조절해서 실험 다 해보시면 됩니다

예를 들어 측면 뚜껑의 위치랑 팬 크기를 실험해보실려면 측면이랑 동일 크기의 종이를 몇장 자른후 실험해볼 위치에 각각 원하는 개수의 팬을 장착후 해당 뚜껑을 장착해서 재어보시면 됩니다

그리고 1가지 경우에서 좋은 결과를 얻어도 다른팬을 추가하거나 조절하면 공기 흐름이 바뀌어서 다른 결과가 나오기도 하니 팬 여러개 준비해서 다양한 경우의 수를 측정해보셔야 합니다
                         
구차니 2023-06
요즘 openfoam 돌리기 까진 성공했는데 모델링 까진 무리입니다 하하하 -_ㅠ
일단 귀찮으니(!) 셀로판 테이프로 대충 덕트 만들어서 내일 해보려고 합니다
                         
dateno1 2023-06
종이로 만드는게 조금 더 정확할꺼에요

참고로 실험후 결과 괜찮으면 수치 재서 아크릴같은걸로 만들면 됩니다

다만 케이스가 금속이 아닌 경우 디스크 냉각에는 불리하므로 2.5/3.5" (SATA/U.2/3)같은거 쓸경우 냉각 조금 신경써야 합니다 (케이스로 전달되어서 냉각되는 부분이 없어짐)
문현식 2023-06
플라워형은 CPU만 식히는게 아니고 주변 전원부나 메모리 칩셋을 같이 식힐려고 그렇게 설계를 한것으로 보여집니다.
가격적으로 접근한다면 부품의 단가가 영향을 준것으로 보여지고요. 개인적인 생각입니다.

보통 케이스를 보면 쿨러가 돌아가는 위치에 타공구멍과 덕트를 설치해서 외부의 찬공기를 빨아들여서 식히는 구조인데...
쿨러방향을 반대로 뒤집어서 돌려보면 어떨까하고 생각을 해본적이 있습니다.
     
구차니 2023-06
지금 하려는게 mATX 규격 메인보드를 약 20 cm x 20 cm  정도 종이 상자에 넣고
파워는 따로 빼서 미니 컴퓨터 만들어 보려는 생각 중입니다. 파워를 따로 하려는건 더 작게 만들려는 것이구요(ATX 규격)
그래서 상자니까 파워로 바람을 빼낼수도 없으니 하단에 구멍을 좀 뚫어주고
cpu 쿨러 방향을 역전 시키되, 초코파이 쿨러에 원통으로 둘러 공기 빨아들이는 위치가 메인보드와  cpu 쿨러 사이에 위치하도록 하고
팬을 감쌀 정도 높이까지 해서 굴뚝 처럼 만들어 뽑아내는 효율을 좀 더 끌어올리면 팬 하나로 어찌어찌 되지 않을까? 라는 생각을 하고 있습니다.
케이스에는 메인보드 / cpu / ram / ssd 1개 정도만 넣도록 해서 컴팩트하게 만들려고 하는 중입니다.

되던 안되든 그냥 만들어서 온도 재보는게 속 편할 것 같기도 하네요 ㅎㅎ
          
dateno1 2023-06
별로 어렵게 생각할꺼 없이 그냥 골판지 잘라서 직접 작업해보시면 됩니다

케이스 자작할떄 자주 골판지로 자작해서 모형 만들었었습니다

재료도 골판지, 테이프, 가위, 타이정도만 있으면 됩니다

이외에는 케이스팬정도 준비해서 추가시 어떤 효과가 있는지 실험해보시면 됩니다
댕댕이 2023-06
1. 우선 가격이 가장 큰 이유일 것 같고
레퍼런스 쿨러는 작동이 보장되는 가장 최소한의 쿨러로 만들기 때문에 플라워형인게 아닐까요. (원가 절감)
그래서 라이젠 스레드리퍼 2세대 레이스 리퍼 쿨러는 타워형으로 나오죠.
 다른 이유는 박스 크기로 인한 유통비 증가도 있을 것 같습니다.
 레퍼런스 쿨러가 타워형으로 나오면 케이스 호환성도 떨어지고요.

2. 나쁘지 않을 것 같습니다. 다만 플라워형 쿨러는 대부분 높이가 낮아서 바람을 빨아들일 공간이 부족합니다. 높이를 높이고 히트싱크 핀을 더 촘촘하게 하면 유량이 증가할 것 같은데 그러면 타워형 눕힌거랑 차이가..^^;; 플라워형의 유일한 장점이 높이인데요. 크기 때문에 타워형보다 못한데도 녹투아 LH-L9i 같은 하이엔드 플라워(?) 쿨러를 사니까요.

3. 이해하는데 좀 시간이 걸렸는데 직접해봐야 알겠지만 괜찮은 방법 같습니다. 부족한 유량을 팬 덕트를 설치해서 강제로 뽑아내겠다는 것인데 오픈 케이스 환경에서는 덕트가 좀 커야 효과가 있을 것 같습니다. 덕트 크기를 생각하면 타워형 쓰는게 나을 수도.. 고풍량 vs 히트싱크에서 고풍량이 더 효과를 발휘하려면 rpm이 엄청 높아야 합니다. (1u 서버처럼)
그래도 1~2도 정도 효과는 있을거 같습니다.

4. 이건 팬 날개에 방향성이 있어서 반대로는 안 되지 않나요?
     
구차니 2023-06
1. 저도 원가 절감, 적절한 성능이 목표로 설계된 최적의 결과물이 아닐까 생각을 하고 있습니다.
2+3. 줍줍한거 돈 안들이고 작게 만드는게 목표이니 하이엔드 플라워는 패스입니다 ㅎㅎ
일단 덕티드 팬의 목적은 바람의 역류와 공기 흐름의 경로 고정에 가깝습니다. 기존 초코파이에서 팬방향만 뒤집으면 쿨러 전체를 식히는게 아니라
상단 극히 일부분만 냉각이 되어(즉, 히트싱크가 저항성분으로 작동하여 저항이 낮은 주변 공기만 빨려올 것으로 예상)
바람의 경로를 히트싱크 전체로 잡을 수 있도록 덕트를 히트싱크 전체를 덮도록 만드는 것이죠.
그리고 팬 측면에서도 공기가 어느정도 유입이 되면서 난류가 발생할테니 덕트 길이를 더 연장해서 팬 뒤에 까지 닿도록 해주면
역류되는 공기도 최소화 하고 히트싱크를 통과시키면서 충분한 (그러나 불어내주는 것 보단 떨어질) 풍량을 유도해낼수 있지 않을까 해서 말이죠.

4. 역시 팬을 반대로 회전 시킬게 아니라.. 팬을 뒤집어 달아야 할까요?
     
dateno1 2023-06
타워 눞힌거같은 넓은 디자인 + 히트파이프의 플라워 없는건 아닌데, 역시 단가 문제는 어찌할 수 없다고 봅니다

옛날처럼 옆 뚜껑에 구멍이라도 뚤려있고, 아에 케이스에 덕트가 제공되면 플라워형이라도 나름 효율이 나올꺼같지만, 요즘처럼 유리에 아무것도 없으면 답이 안 나올꺼같습니다

요즘 케이스처럼 전면팬으로 밀어넣는거라면 아무래도 타워형이 구조상 효율이 더 나올 수 밖에 없다고 봅니다 (쿨러의 팬 출력만 높이는것보단 2개 합쳐서 출력을 내는게 유리할꺼같음)

참고로 플라워형에 덕트를 설치한것보단 그 상단에 추가팬 설치하는게 횔씬 효율이 나았습니다 (타워형 + 전면팬보다 거리가 가까워서 그런지 효과는 더 나았습니다)

실험했을때 플라워형(120mm)에서 몇cm 떨어진 위치에 120mm팬 추가해서 냉각 보조해주니 시퓨 -5~8도, 전원부 -10도, 램 -10도정도 하락했습니다 (덕분에 대형 타워 못 넣을 케이스로 비슷한 수준의 냉각능 얻을 수 있었고, 전면팬 없어서 좀 높게 찍힌 전원부 온도도 내려갔습니다)
더워진 바람도 더 뜨거운 걸 식히는데는 상대적으로 찬 바람이기 때문에 보드쪽으로 불어내는게 유리합니다
그리고 초코파이 형태의 쿨러가 단가도 싸고 단순해서 딱 정해진 목적에는 부합하죠
그들이 번들 쿨러를 제공하는 목적은  최강의 쿨링을 제공하겠다는 건 아니니........
     
구차니 2023-06
단가 최적화라는 엔지니어링의 정수를 보는 느낌입니다 하하하
박문형 2023-06
인텔 CPU 번들 쿨러 제조사는 1군데가 아닙니다..

대략 4군데 이상됩니다..

델타 /산요덴끼 /니덱 /팍스콘 등등

https://ocer.kr/7636

지금은 단종이지만 인텔에서 리테일시장에 파는 쿨러입니다..

구리를 많이 써서 쿨링 능력이 최강입니다..
     
dateno1 2023-06
가격치곤 구리 적게 들어갔다고 봅니다 (저정도면 상급 타워나 플라워형 살 수 있습니다)

기본 번들 쿨러 구리 정말 쫀쫀하게 굽니다

단가 아낄려고 i7에만 동심을 박더니 이젠 동심의 구리를 줄이기 위해서 가운데를 파낸 디자인으로 만들더군요
     
구차니 2023-06
저 가격이라면 저걸 굳이라는 느낌이긴 한데요? 개인이 쓸 이유는 없을 것 같습니다.
다만 납품이라던가 벤더라면 괜찮을 것 같네요
문현식 2023-06
종이상자로 제작하시는거면 1u서버에 사용하는  블로워 타입 쿨러로 제작을 해보시는것도 괜찮을듯 합니다.
배기 바람의 방향은 자유롭게 선택을 할 수 있으니  케이스에 바람길 구멍을 내면 어느정도 효과를 볼 수 있을거같아요.
     
구차니 2023-06
돈안들이고(?)크기만 줄이려니
플라워형이 아닌 일자형 히트싱크가 없어서 힘들지 않을까 합니다.
류넨아이스 2023-06
처음부터 단순하고 쉬운구조로 하다보니 그렇게 된거겠죠.
노트북 보면 반대로 바깥으로 빨아내는 방식이죠.
PC경우는 주면 램이나 전원부 식히는 열활도 같이 하기 때문이 가장 타당한 이유가 아닐까 싶네요.
     
구차니 2023-06
그렇다고 보기에는 ATX 표준인진 모르겠으나

확장 보드 장착시 CPU 구획과 GPU 의 열기 구획이 나누어 지고
PCH(구 ICH, south bridge) 쪽 발열은 GPU가 없다면 전면부 냉각팬에 의해 패시브 냉각이 되는 구조이긴 합니다.

다만, 전면 냉각팬과 gpu는 의도적으로 난류를 만드는지 모르겠고(블로워 쓰면 모를까..)
GPU 가 너무 크지 않다면 타워 기준, GPU의 열이 위로 올라가면서 CPU에 덕트가 없을 시(대개 없지만)
열기가 다시 CPU를 냉각후 더운 공기가 PSU를 통해 외부로 배출 됩니다.

공기 흐름 자체가 너무 주먹구구식으로 나뉘는게 아닐까
혹은 그렇게 섞이는게 오히려 더 효율이 좋은건질 모르겠습니다.


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