CPU를 한계까지 밀어붙일 수 있는 새 메인보드를 구입했는데, 막상 열어보니 평소와 다른 점이 발견되었습니다. 메인보드에 CPU 커넥터가 하나만 있는 것이 아니라 두 개가 있습니다.
그렇다면 왜 메인보드에 추가 CPU 커넥터가 있을까요? 시스템을 한계까지 끌어올리는 데 도움이 될까요? 그럼, 알아봅시다.
전원은 어떻게 CPU로 전달되나요?
메인보드에 듀얼 CPU 전원 커넥터가 있는 이유를 이해하기 전에 전원이 CPU로 어떻게 전달되는지 이해하는 것이 중요합니다. 간단히 말해, 전기는 전원 소켓에서 CPU로 이동하지만 소켓의 전류는 컴퓨터의 전자 장치에 전원을 공급하는 데 사용할 수 없습니다. 따라서 시스템에는 전원 공급 장치(PSU)가 있습니다.
PSU의 주요 목표는 소켓에서 받은 교류(AC)를 직류(DC)로 변환하는 것입니다. 이 전류는 메인보드의 다양한 구성 요소에 전원을 공급할 수 있습니다. 즉, 마더보드의 구성 요소에는 서로 다른 전원 요구 사항이 있습니다.
이 문제를 해결하기 위해 PSU에는 마더보드의 다양한 전자 장치에 전원을 공급하도록 설계된 여러 출력 커넥터가 있습니다. 이러한 커넥터는 일반적으로 12V, 5V 및 3.3V를 공급합니다.
이 커넥터 중 하나는 CPU에 전원을 공급하며 12V의 전압을 제공합니다. 그러나 이러한 높은 전압은 트랜지스터를 태울 수 있으므로 CPU에 직접 전원을 공급하는 데 사용할 수 없습니다. 따라서 CPU 커넥터에서 받은 에너지는 전압 레귤레이터 모듈로 보내집니다. 이 모듈은 PSU에서 받은 12V를 1~1.5V 범위로 변환한 다음 CPU에 전원을 공급합니다.
CPU 커넥터는 얼마나 많은 전력을 공급할 수 있나요?
CPU 커넥터는 CPU에 전원을 공급하는 역할을 합니다. 이 전원이 충분하지 않으면 CPU가 최고 성능을 발휘할 수 없습니다.
그렇다면 CPU 커넥터는 얼마나 많은 전력을 공급할 수 있을까요?
커넥터와 함께 제공되는 핀 수에 따라 다릅니다. 핀 수가 많을수록 커넥터가 더 많은 전력을 공급할 수 있습니다. 대부분의 메인보드에는 4핀 커넥터 또는 8핀 커넥터가 제공되지만, 경우에 따라 8핀 커넥터 2개 또는 8핀과 4핀 커넥터 1개 등 2개의 커넥터를 사용할 수 있습니다.
8핀 대 4핀: 어느 쪽이 더 많은 전력을 제공하나요?
메인보드의 4핀 커넥터에는 2개의 12V 핀과 2개의 접지 핀이 있는 반면, 8핀 커넥터에는 4개의 접지 핀과 4개의 12V 핀이 있습니다. 커넥터의 각 핀은 최대 7암페어의 전류를 공급할 수 있습니다. 핀에서 공급되는 12V와 7A의 전류를 고려할 때, 한 쌍의 커넥터는 84와트(12*7)의 전력을 공급할 수 있습니다. 따라서 4핀 커넥터는 168와트(84*2)를 공급할 수 있고 8핀 CPU 커넥터는 336와트를 공급할 수 있습니다.
동일한 논리를 사용하여 두 개의 8핀 CPU 커넥터는 672와트의 전력을 공급할 수 있고 8핀과 4핀 구성은 504와트를 공급할 수 있다는 결론을 내릴 수 있습니다.
CPU에 얼마나 많은 전력이 필요합니까?
시스템의 CPU는 스위치를 켜고 끄는 방식으로 작업을 수행합니다. 이러한 스위치를 트랜지스터라고 하며, 트랜지스터가 전환하는 속도에 따라 CPU가 제공하는 성능이 결정됩니다. 클럭 주파수로 알려진 트랜지스터 스위칭 속도는 CPU의 전력 소비량도 정의합니다. 따라서 CPU가 높은 주파수에서 실행되면 더 많은 전력을 소비하고, 낮은 주파수에서는 CPU의 전력 소비가 줄어듭니다.
이 때문에 CPU의 전력 소비는 가변적이며 프로세서가 실행 중인 주파수에 따라 달라지며, 이는 CPU의 워크로드에 의해 정의됩니다.
CPU 전력 소비량 이해
앞서 설명한 것처럼 CPU는 CPU 커넥터에서 일정한 전력을 소비하지 않습니다. 대신 클럭 주파수에 따라 전력 소모량이 달라집니다. 대부분의 CPU에는 기본 클럭 주파수와 터보 주파수의 두 가지 CPU 주파수가 있습니다. 프로세서가 계산 집약적인 작업을 수행하지 않을 때는 기본 주파수에서 실행되며 전력을 덜 소비합니다. 반대로 시스템이 한계에 도달하면 주파수를 터보 주파수로 높입니다.
예를 들어 인텔의 플래그십 프로세서인 코어 i9-13900k는 성능 코어에서 3GHz의 기본 주파수를 제공하면서 125와트의 전력을 소비합니다. 그러나 주파수가 5.80GHz(최대 부스트 클럭 속도)로 올라가면 이 수치는 253와트로 증가합니다. 또한 써멀 벨로시티 부스트 및 적응형 부스트와 같은 기술은 프로세서 온도 및 전류 소비 조건이 충족될 때 여러 코어에 걸쳐 클럭 주파수를 증가시켜 프로세서가 소비하는 전력을 증가시킵니다.
위의 전력 소모량은 오버클럭을 고려하지 않은 수치이며, 오버클럭이 활성화되면 프로세서가 소비하는 전력은 기하급수적으로 증가할 수 있습니다.
반면에 인텔 코어 i3-13100과 같은 프로세서는 기본 및 터보 주파수에서 실행하는 동안 각각 60~89와트의 전력을 소비합니다. 따라서 CPU는 계산 능력과 열 설계 전력(TDP)에 따라 60~250와트까지 소비할 수 있습니다.
메인보드에 두 개의 CPU 커넥터가 있는 이유는 무엇인가요?
앞서 설명했듯이 하이엔드 CPU는 253와트를 소비하는 반면 8핀 커넥터는 336와트를 공급할 수 있습니다. 따라서 이를 보면 단일 CPU 커넥터는 모든 CPU (고급 서버 장치, 워크 스테이션 등)에 충분합니다.
하지만 이 구성에는 문제가 있습니다. 피크 부하 시 CPU에 전원을 공급하는 전선은 각각 7암페어를 전달합니다. 이로 인해 4개의 12V 핀이 있는 8핀 커넥터는 총 28암페어를 끌어당기게 되며, 이러한 고전류는 많은 열을 발생시킵니다. 쉽게 설명하자면, 전류가 흐르는 도체에서 발생하는 열은 도체를 통과하는 전류의 제곱에 비례합니다.
따라서 높은 전류 흐름으로 인한 과도한 발열을 방지하기 위해 인텔의 데스크탑 플랫폼 폼 팩터 전원 공급 장치 [PDF]에서는 전류가 20암페어 이상일 때 12V 레일에서 전류를 분할할 것을 권장합니다.
고성능 CPU는 한계에 도달하면 20암페어 이상의 전류를 소비할 수 있으므로 이러한 요구 사항을 충족하기 위해 메인보드에는 두 개의 CPU 커넥터가 제공됩니다.
듀얼 CPU 커넥터의 장점은 무엇인가요?
두 개의 CPU 전원 커넥터가 있는 메인보드에는 몇 가지 장점이 있습니다. 이러한 추가 커넥터가 제공하는 장점은 다음과 같습니다:
⭐ 더 많은 전력 공급: 메인보드에 듀얼 CPU 커넥터가 있으면 PSU가 CPU에 많은 양의 전력을 공급할 수 있으므로 사용자가 시스템을 오버클러킹하여 성능을 높일 수 있습니다.
⭐ 안정성 향상: 듀얼 CPU 커넥터를 통해 메인보드가 더 안정적으로 전력을 공급할 수 있습니다. 전류를 두 개의 커넥터로 분할하여 열 방출을 낮게 유지하여 CPU에 안정적인 전원을 공급할 수 있습니다.
듀얼 CPU 커넥터가 있는 메인보드가 필요하신가요?
메인보드의 듀얼 CPU 커넥터는 최대 672와트의 전력을 공급할 수 있습니다. 최신 CPU는 그다지 많은 전력을 필요로 하지 않지만, 듀얼 CPU 커넥터는 보다 안정적인 방식으로 전력을 공급하는 데 도움이 될 수 있습니다.
따라서 하이엔드 CPU를 오버클러킹하여 한계까지 밀어붙이려면 듀얼 CPU 커넥터가 있는 메인보드를 사용하는 것이 좋습니다. 반면에 작동하는 데 많은 양의 전력이 필요하지 않은 중간 미드 레인지급 CPU를 사용하는 경우 단일 커넥터가있는 메인보드로 충분합니다.