예전에는 새 GPU를 구매하는 일이 아주 단순했습니다. 원하는 성능 등급의 GPU를 골라 한 단계 아래 제품을 사서 오버클럭으로 상위 모델급 성능을 뽑아내면 됐으니까요. 하지만 요즘은 상황이 훨씬 복잡해졌습니다.
엔비디아와 AMD 모두 제품 라인업이 촘촘하게 구성되어 있어서, GPU 간 가격 차이가 고작 30달러 수준에 불과합니다. 엔비디아가 2018년에 120억 달러의 매출을 올린 것은 우연이 아니겠죠. 오버클러커들이 하위 모델로 상위 모델을 대체하지 못하도록 치밀한 전략이 숨어 있는 것입니다.
수랭 쿨링으로 GPU 부스트 활용하기
여기서 엔비디아 GPU 부스트(GPU Boost)가 등장합니다. 겉보기에는 자동 오버클럭 기능의 장점을 대중에게 제공하는 기술이지만, 동시에 전압과 전력 소모 같은 핵심 오버클럭 파라미터에 대한 사용자의 통제권을 크게 제한함으로써 오버클러커들의 발목을 잡습니다. 그 결과 파스칼(GTX 10xx 시리즈)과 튜링(RTX 20xx 시리즈) GPU에서 달성할 수 있는 최대 클럭 속도는 사실상 열 여유 공간(써멀 헤드룸)에 크게 좌우됩니다.
요컨대, GPU 부스트가 온도 조건에 따라 클럭을 결정하기 때문에 정성껏 설정한 수동 오버클럭은 큰 의미가 없다는 뜻입니다. 바로 이 때문에 엔비디아는 이전 세대와 성능 차이가 거의 없음에도 불구하고 과감하게 튜링 그래픽카드를 출시할 수 있었던 것입니다. 간단한 오버클럭만으로 세대 간 성능 격차를 메울 수 없도록 설계되어 있기 때문입니다.
하지만 이전 세대인 파스칼 카드를 보유하고 있다면, 비싼 신형 튜링 GPU를 구매하지 않고도 성능을 끌어올릴 저렴한 방법이 있습니다. 핵심은 GPU 쿨링을 극적으로 개선해서, 열 여유 공간이 생기면 GPU 부스트가 더 높은 클럭을 지속하도록 유도하는 것입니다. 저렴한 AIO 수랭 쿨러를 그래픽카드에 장착하는 것만으로 이를 실현할 수 있습니다.
성능 20% 향상, 어떠신가요?
새 튜링 GPU로 업그레이드하며 돈을 낭비하는 대신, NZXT 크라켄 G12 마운팅 키트를 활용해 코세어 H80i v2 AIO 수랭 쿨러를 1년 된 GTX 1070 Ti 파운더스 에디션에 장착했습니다. 3DMark Time Spy 그래픽 벤치마크를 통해 스톡 쿨링, 오버클럭 적용, 수랭 쿨링 버전을 각각 테스트한 결과는 놀라웠습니다.
스톡 쿨링 상태에서 GPU를 최대한 오버클럭했지만 성능 향상은 고작 5.7%에 그쳤습니다. 엔비디아 GPU 부스트가 엄격한 열 제한으로 인해 완전한 오버클럭 잠재력 발휘를 막기 때문입니다. 반면 AIO 수랭 쿨러 개조 후에는 스톡 대비 무려 20%의 성능 향상을 기록했습니다. 실제로 개조된 GPU의 Time Spy 점수는 7900점으로, 7600점에 머문 신형 RTX 2060보다 한 급 위의 성능을 보여줬습니다.
RTX 2060 구매 비용의 일부만으로 더 나은 성능을 얻을 수 있다면, 이 개조에 도전할 충분한 이유가 있다고 말할 수 있습니다.
준비물: 필수 품목
본격적인 작업에 앞서, AIO 수랭 쿨러로 GPU를 쿨링하기 위해 필요한 준비물을 정리했습니다. 참고로 이 가이드는 PC 조립과 분해에 어느 정도 익숙한 사용자를 전제로 합니다. 드라이버를 들고 그래픽카드를 분해하는 것이 부담스럽다면 이 개조는 추천하지 않습니다.
- NZXT 크라켄 G12 마운팅 키트
- 호환 가능한 AIO 수랭 쿨러
- PH1 및 PH00 비트를 갖춘 십자 드라이버
- 4mm 육각 소켓 드라이버
- 알코올 솝 또는 이소프로필 알코올 (순도 최소 70%, 90~99% 권장)
- 서멀 구리스(열전도 페이스트)
- 극세사 천 또는 먼지 없는 닦개
AIO 수랭 쿨러는 NZXT 크라켄 G12 호환 목록에 등재된 제품이라면 제조사, 모델, 크기에 관계없이 선택할 수 있습니다. 공식 호환 목록에 없는 제품이라도 NZXT 크라켄 X 시리즈에 사용된 아세텍(Asetek) 마운팅 시스템과 동일하다면 작동합니다. 이 가이드에서 사용한 코세어 H80i v2는 공식 지원 대상이 아니지만 전혀 문제없이 작동했습니다.
AIO 쿨러 제조사와 모델에 따라 서멀 구리스를 별도로 구매해야 할 수도 있습니다. PH1, PH00 십자 드라이버 비트와 4mm 육각 소켓 드라이버는 따로 구매하거나, iFixit 마코 정밀 드라이버 세트처럼 다양한 비트가 포함된 제품으로 준비해도 좋습니다.
선택 사항: 추가 품목
아래 품목들은 순수하게 선택 사항입니다. 예산이 빠듯하다면 안심하고 생략해도 됩니다. 이들은 주로 외관 개선과 오버클럭 여유 확대를 위한 것들입니다. M2.5 육각 너트는 GPU 백플레이트를 고정하는 데 유용하고, GPU 팬 어댑터와 Y 스플리터 케이블은 라디에이터 팬과 VRM 팬을 GPU가 직접 제어하길 원한다면 필수적입니다. 그렇지 않다면 이 팬들을 메인보드 팬 헤더에 연결해 비용을 아낄 수 있습니다.
- M2.5 육각 너트
- GPU용 4핀 PWM 팬 어댑터/스플리터
- VRAM 방열판 (14mm x 12mm x 5.5mm)
- MOSFET 방열판 (22mm x 8mm x 5mm)
- PWM 컨트롤러 방열판 (10mm x 10mm x 10mm)
- 3M 8810 열전도 접착 테이프 또는 아틱 실버 서멀 에폭시
- 방전 손목 밴드
- 케이블 타이
VRAM, MOSFET, PWM 컨트롤러 방열판은 오버클럭 한계를 한층 높여줍니다. 이 작은 방열판들을 VRM(전원 공급부) 부품에 부착하려면 3M 8810 열전도 접착 테이프를 사용하면 됩니다. 다만 전도성 방열판이 접착 테이프에서 떨어져 케이스 안으로 떨어질 위험은 항상 존재합니다. 특히 알루미늄보다 효과적이지만 무거운 구리 방열판을 사용할 때 더욱 그렇습니다.
그런 경우 아틱 실버 서멀 에폭시처럼 영구 접착되는 제품으로 고정하는 것이 좋습니다. 단, 에폭시로 방열판을 붙이면 다시 떼어낼 수 없기 때문에 보증은 포기해야 한다는 점을 감안하세요. 이 정도 안내면 실제 개조 작업으로 넘어갈 준비가 된 것입니다.
주의: PC 케이스처럼 충분히 큰 도체에 접지된 방전 손목 밴드를 착용하세요. 가능하면 러그 위에서 작업하지 말고 맨발로 작업해 정전기 축적을 예방하는 것이 좋습니다.
개조 순서
1. PH00 드라이버 비트로 백플레이트를 고정한 모든 나사를 제거합니다. 백플레이트를 분리하고 나사와 함께 잘 보관해 두세요. 나중에 필요합니다.
2. PH1 비트로 교체해 스톡 방열판을 PCB에 고정한 더 큰 나사들을 풀어줍니다. 화살표로 표시된, I/O 실드 쪽 방열판 고정 나사 두 개를 빼먹지 않도록 주의하세요.
3. 4mm 육각 소켓 드라이버로 스탠드오프를 풀어야 합니다. 스탠드오프는 백플레이트 장착 지점 역할을 하면서 동시에 방열판을 PCB에 고정하는 나사 구실도 합니다.
4. 스톡 방열판을 PCB에서 조심스럽게 분리합니다. 무작정 잡아당기면 GPU 팬과 로고 LED 케이블이 손상될 수 있습니다. 두 케이블을 부드럽게 분리한 후 방열판을 떼어내세요.
5. VRM 모듈에 애프터마켓 방열판을 부착하지 않고 크라켄 G12에 기본 제공되는 VRM 쿨링 팬만 사용할 계획이라면 이 단계를 건너뛰세요.
3M 8810 열전도 접착 테이프로 VRM 방열판을 부착하는 것은 간단합니다. 접착 테이프를 크기에 맞게 재단하고 모듈에 붙인 뒤 방열판을 힘있게 눌러 고정하면 됩니다. 부착 전 반드시 방열판과 VRM 모듈 표면을 이소프로필 알코올로 깨끗이 닦고 몇 분간 증발시키세요.
아틱 실버 서멀 에폭시처럼 영구적인 방식은 조금 더 번거롭습니다. 에폭시 두 성분을 소량씩 섞어 빠르게 도포해야 하며, 경화 속도가 상당히 빠르므로 작업을 여러 번에 나눠 진행하는 것이 좋습니다. 에폭시를 한 방울씩 도포하되 PCB로 흘러넘쳐 부품이 단락되지 않도록 각별히 주의하세요.
방열판은 몇 분간 꾹 눌러 얇고 열효율 좋은 접착층을 만들어야 합니다. 최소 처음 15분간은 클램프로 방열판을 VRM 모듈에 고정해 두면 접착력과 얇은 에폭시 층을 확보하는 데 도움이 됩니다.
6. GPU 백플레이트를 다시 달 생각이 없다면 이 단계는 건너뛰어도 됩니다. 3단계에서 분리한 백플레이트 장착용 스탠드오프를 PCB 뒷면에서 삽입하고, 앞면에서 M2.5 육각 너트로 고정합니다. 이제 백플레이트를 PCB에 다시 장착할 수 있습니다.
7. 사진과 같이 제공된 스프링 와셔 나사로 NZXT 크라켄 G12 마운팅 브래킷을 PCB에 조립합니다.
이 시점에 이소프로필 알코올과 극세사 천으로 GPU에 남은 기존 서멀 구리스를 깨끗이 제거하세요. AIO 쿨러의 GPU 블록에 구리스가 미리 도포되어 있지 않다면 쌀알 크기 정도의 서멀 구리스를 소량 발라줍니다.
8. AIO 수랭 쿨러의 GPU 블록을 크라켄 G12 마운팅 브래킷의 올바른 위치로 돌려 끼웁니다. AIO 쿨러 제조사와 모델에 따라 GPU 블록의 일부 마운팅 브래킷을 제거해야 할 수도 있습니다. 쿨러 설명서와 크라켄 G12 매뉴얼을 참고하면 방향을 잡는 데 도움이 됩니다. 크라켄 G12에는 이미 92mm VRM 쿨링 팬이 장착되어 있습니다.
9. 이쯤에서 GPU용 4핀 PWM 팬 어댑터를 장착하는 것이 좋습니다. Y 스플리터 PWM 팬 케이블로 이 팬 헤더를 두 갈래로 나누면, GPU가 라디에이터 팬과 VRM 쿨링 팬의 속도를 모두 제어할 수 있습니다.
10. AIO 쿨러 GPU 블록 주변의 네 개 장착 홀을 7단계에서 PCB에 설치한 마운팅 브래킷의 해당 홀과 정렬합니다. 조립체 전체를 GPU 위에 내려놓으면, 제대로 했다면 GPU 블록이 GPU 다이에 밀착됩니다.
GPU 블록 주변의 스프링 와셔 나사 네 개로 조립체를 고정합니다. 아직 나사를 완전히 조이지 말고 여유만 없애 두세요. 한 나사에서 대각선 방향의 다음 나사로 이동하며 손가락으로 부드럽게 조입니다. 이때 네 나사에 걸리는 힘이 고르지 않도록 주의하세요. 대각선 나사를 번갈아 손으로 더 이상 조일 수 없을 때까지 조인 뒤, 같은 대각선 순서로 드라이버를 이용해 추가로 조여줍니다.
92mm VRM 쿨링 팬을 9단계에서 설치한 Y 스플리터 PWM 팬 케이블의 헤더 중 하나에 연결합니다. 이 타이밍에 케이블 타이를 활용해 선 정리를 깔끔하게 해두면 좋습니다. 아직 조립이 완료되기 전이므로 모든 팬 연결을 한 번 더 점검하는 것도 잊지 마세요.
11. GPU를 메인보드의 PCI-E x16 슬롯에 장착한 뒤, AIO 쿨러의 라디에이터와 팬을 PC 케이스에 설치합니다. 라디에이터 팬을 Y 스플리터 PWM 팬 케이블의 마지막 남은 헤더에 연결하는 것을 잊지 마세요. GPU 팬 어댑터를 사용하지 않기로 했다면 라디에이터 팬과 VRM 팬을 메인보드 팬 헤더에 연결해도 됩니다. GPU 전원 케이블까지 연결하면 작업이 완료됩니다.
GPU의 진짜 잠재력 해방하기
크라켄 G12 AIO 수랭 쿨링 개조를 통해 GTX 1070 Ti 스톡 버전 대비 무려 20%의 추가 성능을 끌어냈습니다. 더 인상적인 점은, 이 개조 없이 달성 가능한 최대 오버클럭보다도 여전히 13.5% 빠르다는 사실입니다.
수 시간 게임을 진행한 후에도 GPU 온도는 50°C를 넘지 않았습니다. 바로 이 덕분에 GPU 부스트 클럭이 스톡 대비 200MHz 이상, 개조 없는 오버클럭 대비 180MHz 이상 높게 유지되었습니다. 이는 새 튜링 GPU로 업그레이드했을 때 기대할 수 있는 10~15%의 성능 향상에 쉽게 필적하고, 경우에 따라서는 능가하는 수준입니다. 100달러 미만의 개조 비용을 감안하면 결코 나쁜 결과가 아니라고 말할 수 있습니다.