수냉식은 공랭식보다 어디서 유리하고, 무엇이 부담일까?

수냉식은 공랭식보다 냉각 효율이 높고 소음이 적지만, 비용과 무게는 더 크다. 따라서 두 방식의 차이는 냉각 성능뿐 아니라 설비를 설치하고 운영할 때 감수해야 할 부담에도 있다.

수냉은 물이나 냉각액이 열을 흡수해 다른 곳으로 옮긴 뒤 방출하는 방식이다. 물은 공기보다 열용량과 열전도율이 높아 열을 효과적으로 전달한다. 컴퓨터 수냉에서는 펌프가 냉각액을 냉각 블록과 라디에이터 사이로 순환시키고, 데이터센터의 직접 수냉에서는 냉각판이 서버 부품의 열을 순환하는 냉각액으로 전달한다.

열을 받은 냉각액은 열교환 장치를 거쳐 열을 방출한다. 미국 에너지부가 설명하는 데이터센터 구성에서는 냉각수 회로를 열교환기에 연결해 열을 냉각탑으로 옮긴다. 또 데이터센터는 시설 냉각수와 서버 냉각수 회로를 분리하기 위해 냉각수 분배 장치(CDU)를 흔히 사용한다. 즉 수냉은 부품에서 열을 빼내는 과정뿐 아니라 그 열을 시설 쪽으로 전달하는 회로도 포함한다.

국내 슈퍼컴퓨터 5호기는 공랭식 대신 수냉식을 사용한다. 냉각에는 냉수·냉각수·보급수 등 서로 다른 온도의 물 세 종류가 쓰인다. 이 사례는 수냉식이 대규모 연산 장비의 냉각에도 적용됨을 보여준다. 다만 수냉식의 높은 효율과 낮은 소음에는 더 큰 비용과 무게가 따르므로, 냉각 성능과 설비 부담을 함께 비교해야 한다.

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