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저소음 컴퓨터

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목차

1. 개요

저소음 컴퓨터는 1990년대 후반 CPU 클럭 속도 증가와 3D 그래픽 카드 성능 향상으로 발열 문제가 심각해지면서 소음 문제가 대두됨에 따라 등장했다. 소음 발생 원인은 기계적 소음과 전기 소음으로 나뉘며, 냉각 장치, 부품, 케이스 등을 활용하여 소음을 줄인다. 저소음 PC는 팬리스, SSD 사용 등 소음 감소 기술을 통해 무소음 PC로 발전했으며, 한국에서는 2000년대 초반부터 멀티미디어 기능 활용 및 홈 서버 구축 등의 증가로 시장이 성장했다.

2. 역사적 배경

1975년 이전의 컴퓨터는 대부분 대규모 산업/상업용으로, 전용 냉각 시스템을 갖춘 중앙 집중식 위치에 있었기 때문에 소음이 큰 문제가 되지 않았다.[3] 코모도어 64와 같은 초기 가정용 컴퓨터는 전력 소비량이 매우 낮아 소음 문제가 거의 없었다.[3]

1990년대 중반, CPU 클럭 속도가 60MHz 이상으로 증가하면서 CPU 방열판 위에 팬을 설치하는 "집중 냉각" 방식이 추가되었다.[3] 3D 그래픽 카드의 성능 향상으로 인해 더 많은 팬이 필요해졌고, 컴퓨터 케이스는 뜨거워진 공기를 배출하기 위해 더 많은 팬을 추가해야 했지만, 이는 소음을 더욱 증가시켰다.[3]

1990년대 후반, AMD와 인텔 간의 과도한 클럭 경쟁으로 인해 발열 문제가 심각해졌고, 이는 냉각 장치에 높은 분당회전수(RPM)의 팬을 장착하게 만들어 소음을 더욱 증가시켰다. 이로 인해 일반 소비자들도 조용한 PC에 대한 관심을 가지게 되었다.[3]

특히 DVD나 TV 등 멀티미디어 기능이 컴퓨터에 탑재되면서, 쾌적한 시청 환경을 위해 컴퓨터의 정숙성은 중요한 요소로 여겨지게 되었다.

조립 컴퓨터 애호가들 사이에서도 정숙성을 중시하는 경향이 나타났으며, 홈 서버와 같이 주택 내에서 계속 가동하는 용도에서도 정숙성이 중요하게 고려되었다.

다음은 저소음 컴퓨터와 관련된 주요 사건들을 정리한 표이다.

연도사건
1997년마이크로소프트와 인텔이 "PC97"을 발표. 작동 시(필수), 대기 시(권장) 저소음 요구.[59]
1998년조립 PC에서 CPU 오버클러킹이 인지되기 시작. 다양한 쿨러(수냉식 포함) 발매.[60]
1999년AMD 대 인텔의 "클럭 전쟁" 시작. MPEG2 대응 동영상 캡처 제품 출시로 저소음 디지털 가전적 컴퓨터 등장.[61]
2000년프로세서 "기가헤르츠" 시대 돌입. 조립 PC에서 저소음형 HDD가 주류가 됨.[62]
2001년조립 PC에서 저소음형 케이스, 전원 공급 장치, 드라이브, 흡음 시트, 소음기, 방진 나사 등 다양한 제품 발매.[63]
2002년조립 PC에서 팬리스 히트싱크, 팬 컨트롤러, AC 어댑터화 키트 등 저변 확대. 제조사 PC에도 수냉식 컴퓨터 등장.[64][65]
2003년CPU 동작 클럭 상승 한계 도달. 조립 PC에서 팬리스 무음화 인기.[66]
2004년조립 PC에서 모바일 CPU와 수냉 키트 인기.[67]


3. 소음 발생의 원인

컴퓨터 소음 발생의 근원은 크게 두 가지로 나뉜다.


  • 기계적 소음
  • 컴퓨터 팬, 광학미디어장치(시디롬 등), 하드디스크 구동 모터에 쓰이는 베어링의 마찰 소음[4]
  • 구동 장치에서 발생하는 진동에 의한 2차적인 진동 소음
  • 팬에서 발생하는 바람의 공기저항에 의한 2차적인 풍절음[5][6]
  • 전기 소음
  • 전기를 공급하는 데 쓰이는 전기 코일에서 발생하는 미세 진동으로 인한 고주파 소음 및 기타 전자파 소음[7]


전기 소음은 주로 전기를 공급하는 역할을 하는 전기 코일에 의해 발생한다. 이러한 전기 코일은 미세한 고속 진동을 일으켜 고주파 진동 소음을 일으킨다. 저소음 컴퓨터에는 초크 코일을 사용한 메인보드 및 그래픽 카드를 사용한다.

사용되는 코일의 종류는 다음과 같다.

종류특징장점단점
원형 코일전통적 방식으로 코일이 노출발열에 좋음고주파 진동 소음을 일으킬 수 있음
반초크 코일네모 상자 안에 코일이 있으며 상단부는 노출|
초크 코일밀폐된 네모 상자 안에 코일소음 우려가 가장 적음



전문가급에서는 원형 코일이나 반초크 코일의 미세 진동 고주파 소음을 해소하기 위해 순간접착제를 한 방울 떨어뜨리기도 하나, 이러한 자가 해결 방식을 사용하여 문제가 생길 경우, 고객 서비스(애프터 서비스)가 되지 않을 수 있다.

4. 소음 감소 방법


  • 크고 효율적인 방열판 사용
  • 고체 구리보다 훨씬 높은 유효 열전도율을 가진 히트 파이프 사용
  • 더 낮은 속도와 더 큰 직경의 팬 사용
  • 베어링과 모터 소음이 적은 팬 사용
  • 일정 속도 팬 대신, 최대 속도보다 낮은 속도로 작동하여 대부분의 시간 동안 더 조용하게 작동하는 온도 조절 가변 속도 팬 사용
  • 폐열을 최소화하기 위해 효율적인 전원 공급 장치 사용
  • 더 조용한 모델의 하드 드라이브 사용
  • 기존의 기계식 하드 드라이브 대신 컴팩트 플래시 또는 SSD와 같은 솔리드 스테이트 장치 사용
  • SMB 또는 NFS를 통해 원격 네트워크 사용 대신 로컬 디스크 사용
  • 소르보테인과 같은 감쇠 재료를 하드 드라이브 또는 기타 회전 항목 주위에 배치
  • 소리를 흡수하고 케이스 공명을 줄이기 위해 방음 재료 사용
  • 수냉식 냉각은 설치가 어렵지만 일부 상황에서 유용할 수 있음


; CPU 쿨러

: CPU의 고성능・고발열화에 따라 가장 소음을 발생하는 PC 부품이 되었으며, 일반적으로 방열판에 맞춰 구경 5cm~8cm의 고속 회전형 냉각 팬이 고정되어 있다. 그 구동음・바람 소리가 최대 소음원이 되는 경우가 많다. CPU를 저발열형(노트북 컴퓨터용 CPU나 임베디드 시스템용 CPU)으로 교체하거나, 다운클럭(언더클럭)이나 저전압화 등의 수법으로 저발열화하는 것이 가능하며, 더 나아가 대형 방열판을 병용함으로써 팬리스화가 가능하다. 다만, 여름철이나 고부하가 장시간 지속될 경우에는 열폭주나 고장의 우려가 있어, 케이스 팬 등의 바람이 방열판에 닿도록 '''에어플로우'''(통풍)를 고려할 필요가 있다. 무리하게 팬리스를 노리지 않고, 팬을 대형이고 저회전인 유형으로 바꾸는 것만으로도 상당한 효과가 있다(소구경 팬을 대형 사이즈로 변환할 수 있는 제품이 존재한다). 팬의 속도는 초저속 회전(10dB)에서 저속 회전(20dB), 보통, 고속 회전(30dB), 초고속 회전(40dB 정도)으로 표시된 제품이 존재하지만, 보통에서 고속 회전 정도로 하면 열폭주를 억제하면서 정숙성을 목표로 할 수 있으며, 정숙하다고 여겨지는 음압 레벨(dB/데시벨)은 20dB 이하로 여겨진다. 열폭주를 억제하기 위해서는 dB 외에도 풍량을 늘리고 회전수를 줄일 필요가 있으며, 팬은 구경이 크고, 두꺼운 것이 풍량이 크고 소리도 작은 제품이 많지만(dB를 확인할 필요가 있다) 케이스나 마더보드, 전원과 사이즈가 맞는지 확인할 필요가 있다. 일부 제조사 PC에서는 배기용 케이스 팬에 인접시키는 것으로 팬리스화하고 있는 예도 있다. 그 외에는, 나사를 철제가 아닌, 전용 고무제 나사를 장착함으로써 진동을 방지할 수 있다. 고무 시트를 병용함으로써 정숙성의 효과가 높아진다. 최근에는 제조사 PC에 수냉 유닛이 표준 장착된 것과 자작 부품으로 수냉 유닛이 판매되고 있다. 팬과 방열판을 먼지로부터 제거함으로써 소리를 억제할 수 있다.

; 전원 공급 장치 팬

: 일반적인 전원 공급 장치에는 냉각용 배기 팬이 장착되어 있으며, 그것을 멈추거나 극단적으로 약화시키는 것은 전원부의 이상 과열을 초래하여 발화 등의 중대 사고를 일으킬 우려가 있다. 대구경 팬을 채용한 것과 대형 방열판을 사용하여 팬리스를 실현한 제품이 정숙 전원으로 시판되고 있다. 상기 CPU 팬과 마찬가지로 팬의 회전 속도를 보통에서 고속 회전 정도로 하면 열폭주를 억제하면서 정숙성을 목표로 할 수 있다. 또한, 일부 제품에서는 수냉화된 것도 존재한다. 그 외에는 AC 어댑터를 사용한 외부 전원을 채용하는 경우도 있다. 고무 시트나 우레탄, 팬 사일렌서라는 우레탄 소재의 원형 튜브를 전원에 장착함으로써 진동을 억제할 수도 있다(열이 올라갈 가능성도 있다). 전원 내부의 팬 자체에도 고무 시트를 장착할 수 있다(쇼트하지 않도록 전원을 끄거나, 전원 코드를 뽑거나, 장갑을 끼고 작업을 할 필요가 있다). 전원 공급 장치에는 망목상의 절개부가 있지만 금속망상의 부품(팬 가드)으로 교체하면 진동을 억제하고 냉각 효과를 기대할 수 있다. 팬에는 드릴 모양의 나사(테이퍼 나사)에서 팬 전용 나사(10cm~15cm, 20cm~25cm, 38cm용 긴 나사)로 하면 소리가 떨리지 않고 정숙성을 목표로 할 수 있다. CPU 팬과 마찬가지로 팬과 방열판을 먼지로부터 제거함으로써 소리를 억제할 수 있다.

; 케이스 팬

: 외부에서 공기를 유입하거나, 케이스 내부의 열을 외부로 배출하기 위한 팬으로, 공랭식에서는 가장 중요한 에어플로우의 근간이 된다. 케이스 외부에 접촉하여 장착되므로, 이 팬도 소음원이 되기 쉽다. 전부 없앨 수도 있지만, 컴퓨터 내에는 CPU 외에도 칩셋이나 각종 온보드 칩, HDD 등 발열하는 부품이 많이 있어, 그것들을 전체적으로 냉각하기 위해 케이스 내에서의 배기는 반드시 이루어져야 한다. 통기성이 높은 케이스를 사용하여 대형・저회전의 팬을 사용하는 것이 효과적이지만, 케이스 자체가 거대한 방열판이 되는 팬리스 전제의 제품도 소수 존재한다. 전원 공급 장치의 팬과 마찬가지로, 소구경 팬을 대형 사이즈로 변환할 수 있는 제품이 존재하며, 망목상의 부품도 금속망상의 부품으로 교체하면 더욱 정숙성을 기대할 수 있다. 나사를 철제가 아닌, 전용 고무제 나사를 장착함으로써 진동을 방지할 수 있다. 고무 시트를 병용함으로써 정숙성의 효과가 높아진다. 배기 팬은 전원 공급 장치의 팬으로 겸할 수도 있다. 다른 방법으로는 굴뚝 등을 사용하여 열대류(굴뚝 효과)를 이용하는 방법이 존재한다.

: 얼마 전까지만 해도 에어플로우는 케이스 전면에서 흡기・후면에서 배기가 기본이었지만, CPU나 비디오 카드 등의 고발열에 따라 측면에서 CPU부에 직접 흡배기하는 타입(패시브 덕트)도 인기가 있다. 그 외, 24센티 대형 저회전 팬의 채용이나 12센티 저회전 팬을 복수 탑재함으로써 케이스 내의 에어플로우를 실현한 상품도 있다.

: 또한, PC는 아니지만, 플레이스테이션 3에서는 직경 16cm(슬림형은 10cm)나 되는 거대한 팬을 저속으로 회전시킴으로써 고발열이면서도 어느 정도의 정숙성을 실현하고 있다. CPU 팬과 전원 공급 장치와 마찬가지로 팬과 방열판을 먼지로부터 제거함으로써 소리를 억제할 수 있다.

: 팬에 공급하는 전압을 낮추는 수법도 자주 사용된다. 일반적으로 케이스 팬의 공급 전압은 12V이지만, 일반적으로 팬은 12V 이하에서도 동작한다. 저전압을 공급함으로써 저회전・저소음에서의 구동을 실현한다. 그렇지만, 전압이 낮으면 토크가 극단적으로 내려가, 경우에 따라서는 팬이 시동하지 않는 경우도 있으므로, 함부로 전압을 낮추는 것은 권장되지 않는다. 가장 간이한 방법은 ATX 전원에서 5V를 공급하는 것이지만, 5V에서는 동작하지 않는 팬도 많다. 그 외에도 팬의 플러스에 12V, 마이너스에 5V를 접속함으로써 차이인 7V를 얻는 수법이 있지만, 안전성에는 의문이 있다. 배선 중에 저항기를 넣는 것으로 전류를 작게 하는 수법도 자주 사용되지만, 전압을 컨트롤하는 것은 어렵다(팬의 저항은 변동하기 때문에). 시판되는 "정숙 팬"에는 기존 팬에 저항기를 부가한 설계의 것도 많다. 다이오드를 순방향으로 접속하여, 전압 강하를 이용하는 수법이 있으며, 이것이라면 비교적 안전하게 전압을 낮출 수 있지만, 실장 예는 적다. PWM에 의한 제어를 하는 수법이 있으며, 근래에는 일부 마더보드에서도 실장하고 있다. 전압을 낮추는 것보다 저회전에서의 구동을 실현할 수 있지만, 오히려 귀에 거슬리는 소음을 발생시켜 버리는 팬도 있다.

: 팬의 제어를 하는 "팬 컨트롤러"를 이용하는 경우도 있다. 단순한 스위치, 또는 가변 저항에 의해 전압을 변경하는 것뿐인 간단한 것부터, 서미스터에 의한 센싱을 하여 회전수를 제어하는 것, USB 접속 등에 의해 OS상의 어플리케이션과 연계하는 고기능적인 것까지 있다. 소프트웨어에서도 제어가 가능하지만, 열폭주에는 주의해야 한다(SpeedFan 등).

; HDD

: HDD의 소음은 플래터(내부의 자기 디스크)의 회전음과 자기 헤드의 시크・액세스 음으로 구분된다. 소음 자체는 전원 투입시의 스핀업 음(모터 구동음)이 가장 크지만, 기동시에만 나타나 그다지 문제가 되지 않는다. 작동 중의 회전음이나 액세스 음은 유체 베어링의 채용으로 인해 대폭 억제되어, 비교적 새로운 제품이라면 그다지 신경 쓰이지 않는 정도로 억제되어 있다. 3.5인치 HDD가 주류이지만, 노트북 컴퓨터용 2.5인치 HDD를 사용하면 소리가 조용하고 열도 잘 모이지 않는다는 특징을 가진 제품이 근래에 나오고 있다(변환용 브래킷이나 케이스가 필요하다). 또한, HDD를 수납하는 타입의 부품을 사용하는 것으로 어느 정도 소리를 봉쇄하는 것이 가능하다. 다만, HDD의 발열이 모이거나, 장애 발생의 전조(이음)를 알기 어려워진다는 리스크가 있다(3. 5인치 정도의 제품이 5인치 베이 정도의 크기로 확대되는 경우가 있다). 또한, 일부 제조사 HDD는 전용 툴을 배포하여, 액세스 속도를 희생하면서도 HDD의 소음을 저감하도록 펌웨어의 설정을 변경할 수 있는 것도 있다.(HGST의 "Future Tool" 등)

: 근래에 등장한 SSD는 기억 장치에 플래시 메모리를 사용하고 있기 때문에 기계적인 구동 부품이 일절 존재하지 않아, 소음은 전혀 없고 발열과 소비 전력도 HDD에 비해 낮아, HDD와 대체함으로써 정숙성에 크게 기여한다. 다만 가격이 HDD와 비교하면 용량당 가격이 아직 고가이며, 더욱이 쓰기 내성에 대한 불안, HDD에 비해 대용량의 제품이 아예 존재하지 않는다는 단점도 있다.

; 비디오 카드

: 묘화 성능의 향상에 따라 발열이 증가하여 냉각 팬이 부착되어 있는 경우가 많아, 대부분이 소형이고 얇은 고회전 팬이기 때문에, 상당한 소음이 발생한다. 대형 팬을 사용한 냉각 장치나, 팬리스화하기 위한 전용 방열판으로 교체하는 등의 대책이 있지만, 장착 위치의 관계상 그러한 장치를 부착할 수 없다는 사정도 있다. 또한, 애초에 필요 이상의 고성능 보드로 하지 않거나, 처음부터 대형 팬을 사용한 보드를 구입한다든가 하는 대처법도 있다. 또는 처음부터 팬리스화되어 있는 것도 존재한다.

; 마더보드

: 노스브릿지에 소형 팬이 있는 마더보드는 소음의 원인 중 하나가 된다. 에어플로우나 발열량에 따라서는 팬을 방열판에 덮어 씌우는 것도 가능하다. 근래의 마더보드에서는, 발열량이 비교적 큰 칩셋에서도 팬을 탑재하지 않고, 대신 전원 회로 ⇔ 노스브릿지 ⇔ 사우스브릿지와 걸쳐지는 거대한 히트 파이프를 탑재하여 발열을 분산화시킨 제품도 등장하고 있다. 와셔를 유리 섬유제에서 폴리카보네이트제의 두꺼운 제품을 사용함으로써 방음을 목표로 할 수 있다(쇼트하지 않도록 장갑을 끼거나, 접지에 손을 담근 후 작업을 할 필요가 있다).

; FDD나 DVD

: 케이스에 내장되어 있으면 진동으로 소음의 원인이 되므로, 외장 USB 방식으로 하거나, 고무 시트를 장착하면 소리를 조용하게 할 수 있다. DVD의 회전 속도는 소프트웨어상에서 제어 가능하며 정숙하게 할 수 있다(예: DriveSpeed 등).

; PC 케이스

: 케이스는 제1의 소음의 원인이 될 수 있으므로, 소재부터 고려할 필요가 있다. 스틸제는 장점은 가격이 저렴하고, 소리가 울리기 어렵고 정숙성을 기대할 수 있지만, 단점은 무게가 있다. 알루미늄제는 장점은 무게가 가볍고 냉각 효과가 높지만 단점은 가격이 다소 고가인 상품이 많고 소리가 울리기 쉽다. PC 케이스의 부품으로는 그래픽 보드나 사운드 보드를 부착하는 브래킷의 커버를 메쉬형 부품으로 바꾸면 소리가 울리기 어렵고 통기성이 좋아져 냉각도 기대할 수 있다. 케이스 내부는 스펀지 형태의 전용 시트를 붙임으로써 진동을 억제할 수 있지만 열이 잘 모이므로, 통풍구가 뚫려 있는 부분은 막지 않도록 한다. 케이스의 다리 부분에도 고무를 붙임으로써 진동을 억제할 수 있다. 나사를 장착하는 부분에는 고무 와셔를 끼워 넣음으로써 진동을 억제할 수 있다. 받침대 부분도 플라스틱제에서 고무로 바꿈으로써 진동을 억제할 수 있다. 브래킷이라고 불리는 확장 카드를 교체하는 뚜껑 부분을 금속 삽입물에서 나사로 고정하는 것으로 바꾸면 진동을 억제할 수 있다(메쉬형으로 하면 정숙성도 기대할 수 있다). 나사를 잠그고 케이스를 덮으면 소리를 억제할 수 있다.

5. 저소음 PC의 구성

메인보드, CPU, 비디오 카드는 컴퓨터의 주요 전력 소비 부품이다. 전력 소비가 적은 부품을 사용하면 조용하게 냉각하기 쉽다. 전원 공급 장치(파워 서플라이)는 컴퓨터에 충분한 전력을 공급하면서도 효율적인 제품을 선택해야 한다.

5. 1. 메인보드

칩셋 기반의 마더보드는 조용하게 냉각하기가 더 쉽다. 언더볼팅과 언더클러킹은 마더보드 지원이 필요하지만, 가능할 경우 에너지 사용량과 발열량을 줄여 냉각 요구 사항을 줄일 수 있다.[12][13]

최신 마더보드 칩셋은 작고 시끄러운 팬 형태의 액티브 냉각 장치가 함께 제공될 수 있는 뜨거운 노스브리지를 가지고 있다. 일부 마더보드 제조업체는 이러한 팬을 대형 방열판 또는 히트파이프 쿨러로 교체했지만,[12][13] 여전히 열을 제거하기 위해 우수한 케이스 기류가 필요하다. 마더보드 전압 조정기도 종종 방열판을 가지고 있으며 적절한 냉각을 보장하기 위해 기류가 필요할 수 있다.

일부 마더보드는 통합된 하드웨어 모니터링 칩[14] (종종 슈퍼 I/O 솔루션 내의 기능[14])을 사용하여 팬 속도를 제어할 수 있으며, 이는 BIOS를 통해 또는 SpeedFan 및 Argus Monitor와 같은 시스템 모니터링 소프트웨어로 구성할 수 있다. 최신 마더보드는 하나 또는 두 개의 팬에 대한 내장 PWM 팬 제어를 가지고 있다.

주어진 하드웨어 모니터링 칩이 팬 제어를 수행할 수 있더라도,[14] 마더보드 제조업체는 마더보드의 팬 헤더 핀을 하드웨어 모니터링 칩에 올바르게 배선하지 않을 수 있으며, 따라서 때로는 컴퓨터 팬 제어가 하드웨어 모니터링 칩 자체의 기본 지원에도 불구하고 배선 불규칙성으로 인해 주어진 마더보드에서 수행될 수 없다.[15] 다른 경우에는 단일 팬 제어 설정이 하드웨어 모니터링 칩 자체에서 각 팬에 대한 개별 설정이 가능하더라도 마더보드의 모든 팬 커넥터 헤더에 동시에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 배선 문제는 매우 흔하며 팬 제어를 구성하기 위한 좋은 범용 사용자 인터페이스를 설계하는 것을 어렵게 만든다.[15]

마더보드는 또한 가청 전자기 소음을 생성할 수 있는데, 저소음 컴퓨터에는 초크코일을 사용한 메인보드를 사용한다.
사용되는 코일의 종류

  • 원형코일: 전통적 방식으로 코일이 노출되어 있어 발열에는 좋으나 고주파 진동 소음을 일으킬 수 있다.
  • 반초크코일: 네모 상자 안에 코일이 있으며 발열해소를 위해 상단부는 노출되어 있다.
  • 초크코일: 밀폐된 네모 상자 안에 코일이 있어, 소음의 우려가 가장 적다.


전문가급에서는 원형코일이나 반초크코일의 미세 진동 고주파 소음을 해소하기 위해 순간접착제를 한 방울 떨구어 주기도 하나, 이러한 자가 해결 방식을 사용하여 문제가 생길 경우, 고객 서비스(애프터 서비스)가 되지 않을 수 있다.

메인보드의 주 발열 요인은 노스브릿지다. 노스브릿지에는 통합 그래픽 칩, 시리얼 ATA나 메모리 등 주변장치의 제어 회로를 포함하고 있으며 보드 내장 그래픽코어(GPU)가 포함되기도 한다. 한때는 팬이 장착되기도 하였으나, 최근에는 히트싱크(heatsink)만이 장착되어 간접적으로(Passive) 냉각되고 있는 추세이다.

최근의 마더보드에서는 발열량이 비교적 큰 칩셋에서도 팬을 탑재하지 않고, 대신 전원 회로, 노스브릿지, 사우스브릿지에 걸쳐지는 거대한 히트 파이프를 탑재하여 발열을 분산화시킨 제품도 등장하고 있다. 와셔를 유리 섬유제에서 폴리카보네이트제의 두꺼운 제품을 사용함으로써 방음을 목표로 할 수 있다(쇼트하지 않도록 장갑을 끼거나, 접지에 손을 담근 후 작업을 할 필요가 있다).

5. 2. 중앙 처리 장치 (CPU)

마이크로프로세서의 발열은 성능과 수명에 영향을 미치는데, 발열량이 적은 중앙 처리 장치(CPU)를 선택하는 것이 저소음 컴퓨터 구성에 중요하다. CPU의 발열량은 "TDP"(열 설계 전력) 값으로 비교할 수 있으며, 이는 와트(W)로 표기된다. 제조사, 모델명, 개발 코드명, 모델 번호에 따라 TDP 값이 다르며, 같은 모델이라도 제조 공정에 따라 차이가 날 수 있다.

최신 CPU는 전력 관리 시스템(예: 쿨앤콰이어트, 롱홀, 스피드스텝)을 통합하여 프로세서가 유휴 상태일 때 클럭 속도와 코어 전압을 줄여 발열량을 감소시킨다. 또한, 언더볼팅이나 언더클러킹을 통해 CPU 발열을 추가로 줄일 수 있다.

다음은 모델별 TDP 값의 예시다. (괄호 안은 저전력 모드 TDP)

제조사모델명개발 코드명모델 번호TDP (저전력 모드)
AMDX2 BE-2xxx45 와트 (27 와트)
AMD64 X2브리즈번(Brisbane)+3~5xxx65 와트
AMD64 X2윈저(Winsor)+3~5xxx85 와트
인텔코어 2 듀오콘로65~85 와트
인텔펜티엄 4프레스캇3~6xx103 와트
비아(Via)C712~20 와트



인텔의 펜티엄 4 "프레스콧" 코어는 시장에서 가장 뜨거운 CPU 중 하나로 알려져 있었지만, AMD의 애슬론 시리즈와 인텔의 코어 2는 낮은 클럭 속도에서 더 나은 성능을 보여 발열량이 적었다.

대부분의 최신 CPU는 발열, 소음, 전력 소비를 줄이기 위해 낮은 열 설계 전력으로 제작된다. 예를 들어, 인텔의 듀얼 코어 셀러론, 펜티엄, i3 CPU는 일반적으로 TDP가 35~54W인 반면, i5 및 i7은 64~84W (최신 버전) 또는 95W (이전 버전)이다. 일부 프로세서는 특수 저전력 버전으로 제공되기도 한다.

5. 3. 그래픽 카드 (GPU)

비디오 카드는 상당한 양의 열을 발생시킬 수 있다. 빠른 GPU는 컴퓨터에서 가장 많은 전력을 소비하는 부품일 수 있으며[16], 공간 제약으로 인해 비디오 카드 쿨러는 종종 높은 속도로 작동하는 작은 팬을 사용하여 소음이 발생한다.

이러한 소음을 줄이는 방법은 다음과 같다.

  • 기본 컴퓨터 냉각 장치를 애프터마켓 제품으로 교체한다.[17]
  • 마더보드 비디오 출력을 사용한다. 일반적으로 마더보드 비디오는 전력을 덜 소비하지만, 게임 또는 HD 비디오 디코딩 성능은 낮다.
  • 팬을 사용하지 않는 비디오 카드를 선택한다.[18]
  • 최신 그래픽 카드 대부분은 사용자가 전력 목표를 줄이고 팬 곡선을 조정할 수 있는 도구를 제공하여 성능 저하를 감수하고 더 조용한 작동을 가능하게 한다.


묘화 성능 향상에 따라 발열이 증가하여 냉각 팬이 부착되어 있는 경우가 많다. 대부분 소형이고 얇은 고회전 팬이기 때문에 상당한 소음이 발생한다. 대형 팬을 사용한 냉각 장치나, 팬리스화를 위한 전용 방열판으로 교체하는 등의 대책이 있지만, 장착 위치의 관계상 그러한 장치를 부착할 수 없다는 사정도 있다. 또한, 애초에 필요 이상의 고성능 보드로 하지 않거나, 처음부터 대형 팬을 사용한 보드를 구입하는 방법도 있다. 또는 처음부터 팬리스화되어 있는 것도 존재한다.

5. 4. 전원 공급 장치 (PSU)

컴퓨터 전원공급장치 또는 파워서플라이(Power Supply Unit; PSU)는 가정의 110V~240V 전압을 컴퓨터의 각 주변기기에 공급하는 전압인 12V, 5V, 3.3V로 변환하여 전력을 공급한다. 주로 쓰이는 전원공급장치의 전기용량은 250W~450W이며, 높은 열을 발생시켜 내부에 히트싱크(heatsink)와 팬이 장착되어 있다.[19]

전원 공급 장치의 소음을 줄이는 방법은 다음과 같다:

  • 고효율 전원 공급 장치 사용: 80 플러스 인증을 받은 것과 같은 보다 효율적인 전원 공급 장치는 열을 덜 발생시킨다.[20]
  • 열 제어 팬이 있는 전원 공급 장치 사용: 더 시원하고 덜 막힌 공기 공급원을 제공하여 소음을 줄일 수 있다.
  • 팬리스 전원 공급 장치 사용: 대형 수동 방열판이 있거나 대류 또는 케이스 기류에 의존하여 열을 발산한다.
  • 외부 전원 어댑터 및 DC-DC 전원 공급 장치 사용: 팬리스 DC-DC 전원 공급 장치는 랩톱의 전원 공급 장치와 유사하게 작동하며, 일반적으로 와트 수가 낮다.[21]
  • 페라이트 비드 사용: 전원 공급 장치의 험(hum)을 줄이는 데 도움이 될 수 있다.


전원 공급 장치의 전기 코일은 가청 전자 소음을 발생시킬 수 있는데, 이는 조용한 PC에서 눈에 띄게 될 수 있다.

컴퓨터에 적합한 와트수의 전원 공급 장치를 사용하는 것은 높은 효율성과 열 최소화를 위해 중요하다. 전원 공급 장치는 가볍게 또는 과도하게 부하가 걸리면 일반적으로 효율성이 떨어진다. 대부분의 데스크톱 컴퓨터는 대부분의 시간을 가볍게 부하가 걸린 상태로 보낸다.[19][20]

5. 5. 케이스

저소음 컴퓨터 케이스는 내부 장치의 발열을 효과적으로 배출하고 소음을 줄이기 위해 다양한 기술을 사용한다. 주요 소음 원인은 케이스 팬의 베어링 소음, 공기 저항으로 인한 풍절음, 그리고 내부 장치의 진동이다.

  • 공기 순환: 원활한 공기 순환을 위해 흡입 팬과 배출 팬이 사용된다. 슬림형 케이스의 경우 별도의 흡입 팬 없이 전원 공급 장치 팬과 CPU 팬이 흡입 역할을 하기도 한다.
  • 흡입/배출구 디자인: 벌집 모양 통풍구를 사용하여 공기 저항을 줄여 풍절음을 최소화한다.[23][24]
  • 케이스 견고도: 방열 효율을 높이기 위해 구리, 알루미늄 케이스가 사용되기도 하며, 진동 소음을 줄이기 위해 0.5T 이상의 아연도금 강판이 일반적으로 사용된다.
  • 저소음 설계: 저소음 팬, 저소음 전원 공급 장치를 포함하며, 방열판을 통합하여 부품을 수동으로 냉각하기도 한다.[22]
  • 공간: 더 큰 케이스는 공기 흐름, 쿨러, 방열판, 소음 감소 재료를 위한 더 많은 공간을 제공한다.
  • 덕트 및 격벽: 공기 흐름을 최적화하고 부품을 열적으로 격리하기 위해 사용된다.[25]
  • 팬 그릴: 와이어 그릴 또는 벌집형 팬 그릴을 사용하여 공기 저항을 줄인다.
  • 케이블 관리: 케이블 정리를 용이하게 하여 냉각 효율을 높인다.
  • 에어 필터: 먼지가 쌓이는 것을 방지하여 열 전달 효율을 유지하지만, 필터 자체가 공기 흐름을 방해하거나 오염될 경우 소음을 증가시킬 수 있다.
  • 방음 재료: 케이스 내부에 방음 재료를 사용하여 진동 감쇠, 질량 증가, 소음 흡수 등의 효과를 얻을 수 있다.
  • 케이스 패널의 진동을 줄이기 위해 확장 감쇠 또는 제한된 층 감쇠를 사용한다.
  • 케이스 패널의 질량을 늘려 진동의 진폭을 줄인다.
  • 폼과 같은 재료로 공기 중 소음을 흡수한다.
  • PC 케이스 소재:

소재장점단점
스틸가격이 저렴, 소리가 잘 울리지 않음 (정숙성)무거움
알루미늄가벼움, 냉각 효과 높음가격이 비쌈, 소리가 울리기 쉬움


  • 기타:
  • 그래픽 보드나 사운드 보드를 부착하는 브래킷 커버를 메쉬형으로 교체하면 통풍이 개선되고 소음이 줄어든다.
  • 케이스 내부에 스펀지 형태의 전용 시트를 부착하면 진동을 줄일 수 있지만, 통풍구를 막지 않도록 주의해야 한다.
  • 케이스 다리 부분에 고무를 부착하거나, 나사 부분에 고무 와셔를 끼워 진동을 줄일 수 있다.


Antec P180, 팬이 없는 CPU 쿨러인 Scythe Ninja 사용

5. 6. 냉각 시스템

저소음 냉각장치는 공랭식과 수냉식으로 나뉜다. 공랭식은 히트싱크와 팬의 설계, 크기, 재질을 개선하여 낮은 회전수의 팬으로도 충분한 냉각 효율을 얻도록 하여 팬 속도를 낮춰 소음을 줄인다.

  • 공랭식: 공기와 열의 접촉면을 늘리는 히트싱크와 팬으로 구성된다.
  • 종류: 히트싱크에 팬이 장착된 직접 냉각(Active) 방식과 팬 없이 자연적인 공기 순환으로 냉각하는 간접 냉각(Passive) 방식이 있다.
  • 히트싱크: 알루미늄(Al), 구리(Cu), 알루미늄-구리 합금(AlCu) 등이 주로 사용된다. 구리가 방열 효율이 가장 높지만 가격이 비싸 알루미늄이 많이 사용된다.
  • 히트파이프: 열을 빠르게 분산시키기 위해 열전도율이 높은 화학 물질이 들어 있는 히트파이프가 히트싱크와 함께 사용된다. 하나의 대형 히트싱크에 사용되거나 여러 개의 히트싱크를 하나의 팬으로 냉각하기 위해 연결하는 데 사용된다.
  • 수냉식: 에어컨과 구조가 비슷하며 히트싱크, 물통, 라디에이터로 구성된다.


조용한 컴퓨터는 공기 흐름이 적은 상태에서도 효율적으로 작동하도록 설계된 대형 방열판을 사용하는 경우가 많다.[27][28][29] 히트 파이프를 사용하여 방열판으로 열을 보다 효율적으로 분산시키기도 한다.

조용한 PC는 팬을 사용하는 경우, 일반적으로 조용한 모터와 베어링을 갖춘 더 큰 저속 팬을 사용한다. 120mm 크기가 일반적이며, 케이스나 방열판에서 허용하는 경우 140mm 팬이 사용된다.

팬 소음은 팬 속도에 비례하는 경우가 많으므로 팬 컨트롤러를 사용하여 팬의 속도를 늦추고 정밀하게 조절할 수 있다. PWM 팬 제어는 PWM 팬 헤더가 있는 최신 마더보드에서 가장 쉽고 효율적인 옵션이다. PWM 팬 제어는 회전 속도를 제어하기 위해 팬에 전체 전압을 공급하는 것과 전압을 공급하지 않는 것 사이를 빠르게 순환한다. 일반적으로 마더보드 칩셋은 CPU 자체의 센서에서 온도 데이터를 제공하여 속도를 제어한다.

베어링과 모터 소음도 중요한 고려 사항이다. 팬을 부드럽게 장착하는 것(예: 고무 또는 실리콘 팬 절연체 사용)은 팬 진동이 다른 구성 요소로 전달되는 것을 줄이는 데 도움이 될 수 있다.[37]

압전 팬은 회전 팬보다 조용하고 전력 소비가 적을 수 있다.[38][39]

수랭[41]은 세균 번식을 방지하기 위한 첨가제가 포함된 탈염수와 같은 액체와 접촉하는 전도성 물질을 통해 열을 전달하여 열을 발산하는 방법이다. 이 물은 일반적으로 저장소, 라디에이터 및 펌프를 포함하는 루프를 순환한다. 최신 12V DC 펌프 기술은 매우 강력하고 조용한 설계를 가능하게 한다.

수랭은 장치에서 발생하는 열을 더 큰 방열판이나 팬을 사용할 수 있는 별도의 열 교환기로 효율적으로 전달함으로써 전체적인 작동 소음을 줄일 수 있다.

5. 7. 저장 장치

하드 디스크의 소음은 모터 소음과 헤드 소음으로 나뉜다. 모터 소음은 모터가 빠르게 회전하며(5400~15,000 RPM) 발생하는데, 저소음 컴퓨터를 구성할 때는 베어링 종류를 고려해야 한다. 최근에는 대부분 유체 베어링 방식을 사용하지만, 제조사 표기만으로는 구분이 어려워 사용자 후기에 의존해야 할 수 있다.[43] 헤드 소음은 대용량 하드디스크에서 채용되는 수직 기록 방식에서 더 크다고 알려져 있지만, 제조사별 기술력에 따라 소음 정도가 다르다.

최신 데스크탑 하드 드라이브는 유체 베어링 모터를 사용한다. 2.5인치 하드 드라이브는 진동과 소음이 적고 전력 소비가 적지만,[13][44] 성능과 용량이 낮고 가격이 비싸다. 하드 드라이브의 진동을 줄이기 위해 부드러운 고무 스터드, 탄성 밴드, 폼, 소보탄 등을 사용하거나 하드 디스크 인클로저를 사용할 수 있다. S.M.A.R.T. 소프트웨어로 디스크 온도를 모니터링하는 것이 좋다.

솔리드 스테이트 드라이브(SSD)는 움직이는 부품이 없어 소음이 없지만,[49] 가격이 비싸다.

컴팩트 플래시(CF) 카드는 병렬 ATA(PATA) 인터페이스를 사용하며, 어댑터를 통해 PATA 또는 PC 카드 하드 디스크로 연결할 수 있다. 작고 소음이 없으며 전력 소비가 적지만, 가격이 비싸고 용량이 적으며 쓰기 횟수 제한이 있다.[50] USB 플래시 드라이브는 USB 부팅을 지원하는 경우 사용할 수 있으며, CF 카드와 장단점이 유사하지만 속도가 USB 버스에 의해 제한된다. i-RAM은 RAM을 디스크처럼 사용하며 빠르고 쓰기 제한이 없지만, 지속적인 전원이 필요하고 가격이 비싸다.

솔리드 스테이트 저장 장치는 기존 회전 디스크 드라이브보다 비싸므로, 보조 하드 드라이브나 네트워크 연결 스토리지와 함께 사용하기도 한다.

5. 8. 광학 드라이브

미디어를 고속으로 회전시키는 광학 기기는 작동 시 꽤 높은 소음을 낼 수 있다. 일반적으로 프로그램을 설치하는 용도로만 쓰여서 자주 사용하지 않으면 큰 문제가 되지 않지만, HTPC 용도 등으로 자주 사용한다면 문제가 될 수 있다.

광학 드라이브는 네로 DriveSpeed와 같은 소프트웨어로 속도를 늦춰 소음을 줄이거나, 데몬 툴과 같은 가상 드라이브 프로그램으로 에뮬레이션하여 소음을 완전히 없앨 수 있다.[1] 노트북 광학 드라이브는 일반적으로 더 조용한 경향이 있는데, 이는 속도가 느리기 때문일 수 있다(일반적으로 24배속 CD 속도, 8배속 DVD 속도).[1] 일부 DVD 드라이브에는 리플락이라고 불리는 기능이 있어 비디오 재생 중에는 드라이브 속도를 늦춰 소음을 줄인다.[1] 재생에는 1배속(실시간) 속도만 필요하다.[1]

5. 9. 기타 외부 구성 요소

CRT 모니터는 코일 노이즈를 발생시킬 수 있으며, LCD 모니터의 외부 전원 공급 장치 또는 모니터 백라이트의 전압 변환기에서도 소음이 발생할 수 있다. LCD 모니터는 최대 밝기에서 윙윙거리는 소리가 가장 적게 나는 경향이 있다.[13] 비디오 카드를 사용하여 밝기를 줄이면 윙윙거리는 소리가 발생하지 않지만 색상 정확도가 감소할 수 있다.[7] 외부 전원 공급 장치가 화면 외부에 있는 LCD 모니터는 전원 공급 장치가 스크린 하우징 내부에 내장된 모니터보다 눈에 띄는 소음이 덜 발생한다.

과거에는 도트 매트릭스 프린터나 데이지 휠 프린터와 같이 소음이 심한 프린터를 방음 상자나 캐비닛에 넣어 사용하는 경우가 많았으며, 동일한 기술을 최신 프린터에도 적용하여 소음을 줄일 수 있다. 또 다른 해결책은 프린터를 네트워크에 연결하여 작업 공간에서 멀리 떨어진 곳에 두는 것이다.

6. 무소음 PC

저소음 PC의 극단적인 형태는 냉각 팬을 전혀 사용하지 않고 방열판만으로 열을 처리하는 무소음 PC이다. 이는 저성능, 저전력 부품을 사용하여 가능하며, 주로 인터넷, 멀티미디어, 사무 처리 등 저사양 작업에 적합하다.

무소음 PC를 구성하는 주요 부품은 다음과 같다:


  • 저전력 CPU: 인텔 Atom, AMD Athlon Neo, VIA Nano, DM&P Electronics Vortex86 등이 대표적이다. 이 CPU들은 낮은 전력 소비와 발열을 특징으로 한다.
  • 내장 그래픽: 별도의 그래픽 카드 없이 마더보드에 내장된 그래픽을 사용한다.
  • 저장장치: SSD는 HDD보다 가격이 비싸지만[49], 움직이는 부분이 없어 소음이 발생하지 않는다.
  • '''CF 카드''': PATA 또는 PC 카드 하드 디스크로 연결하여 사용할 수 있다.[50] CF 카드는 작아서 SFF PC를 만들 수 있고, 소음이 없으며, 전력 소비가 매우 적다. 그러나 GB당 가격이 매우 비싸고, 쓰기 횟수 제한 문제가 있다.[50]
  • '''USB 플래시 드라이브''': 마더보드가 USB 부팅을 지원하는 경우 사용할 수 있다. 플래시 메모리를 기반으로 하므로 CF 카드와 동일한 장점과 단점을 가지지만, 속도는 USB 버스에 의해 제한된다.
  • '''i-RAM''': 일반 PC RAM을 디스크처럼 사용할 수 있도록 4개의 DIMM 슬롯이 있는 솔리드 스테이트 디스크이다. 플래시 메모리의 쓰기 사이클 제한이 없지만, 지속적으로 전원이 필요하고, 최대 용량이 4GiB이고, 가격이 비쌉니다.


방열판만으로 열 처리가 가능한 CPU와 그래픽 카드가 세트로 구성된 소형 마더보드


이러한 구성을 통해 구동 부분이 없는 무소음 PC를 실현할 수 있다.

무소음 PC는 원래 컴퓨터 게임 시장이 크지 않은 일본에서 특히 주목받는 정음화 방법이다.[52][53][54][55] 이는 랩톱 컴퓨터 개발 과정에서 소형화, 박형화와 함께 CPU 발열 문제가 중요하게 다루어졌기 때문이다. 또한, 휴대 전화의 고기능화 과정에서 컴퓨터에 가까운 기능이 요구되면서 무음을 전제로 한 CPU가 개발된 것도 영향을 미쳤다.

7. 한국의 저소음 PC 동향

2000년대 초반부터 조립 PC 시장을 중심으로 저소음 PC에 대한 관심이 증가하였다. 이는 멀티미디어 콘텐츠 소비(영화, 음악 감상 등) 증가, 홈 서버, NAS 등 상시 가동 PC의 증가, 게임 및 고사양 작업보다 일반적인 용도로 PC를 사용하는 사용자가 늘어난 점 등이 원인으로 작용했다. 특히 DVD나 TV 등 멀티미디어 기능이 컴퓨터에 탑재되면서부터 쾌적한 시청 환경의 지표로서 컴퓨터의 정숙성은 중요한 요소가 되었다.

조립 컴퓨터 애호가 중에서도 정숙성을 중시하는 층이 있으며, 이들을 위한 잡지도 판매되고 있다. 홈 서버와 같이 주택 내에서 계속 가동하는 용도에서도 정숙성이 중요하게 여겨진다.

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