두 개의 파워 서플라이(PSU)로 하나의 컴퓨터 구동하기: 원리, 방법

두 개의 파워 서플라이(PSU)로 하나의 컴퓨터 구동하기: 원리, 방법

하나의 컴퓨터에서 **두 개의 전원 공급 장치(PSU, Power Supply Unit)**를 사용하는 것은 전력 부족 문제를 해결하기 위한 방법 중 하나다. 특히, 고사양 GPU를 여러 개 사용하거나, 서버/워크스테이션 수준의 하드웨어를 운용할 때 유용하다. 하지만, 두 개의 PSU를 동시에 작동시키고 안전하게 사용할 수 있도록 구성하는 데는 몇 가지 고려해야 할 점이 있다.

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1. 두 개의 PSU를 하나의 시스템에서 사용하는 이유

1. 전력 부족 문제 해결
   • 최신 고성능 그래픽 카드(예: RTX 4090, RX 7900 XTX 등)와 다수의 NVMe SSD, 고성능 CPU를 조합하면 1000W 이상의 전력이 필요할 수 있다.
   • 단일 PSU로 감당하기 어려울 경우 두 개의 PSU를 사용하여 부하를 분산할 수 있다.
2. 확장성
   • 멀티 GPU 시스템(예: 딥러닝, 3D 렌더링 작업)에 여러 개의 고출력 GPU를 장착할 경우 PCIe 전원 케이블이 부족할 수 있음.
   • 두 번째 PSU를 추가하면 추가적인 PCIe 및 SATA 전원을 확보할 수 있다.
3. 비용 절감
   • 기존 PSU가 부족한 경우, 고용량 PSU를 새로 구매하는 것보다 기존 PSU를 추가하는 것이 비용적으로 유리할 수 있음.
   • 예를 들어, 750W PSU를 하나 더 추가하는 것이 1500W PSU를 새로 사는 것보다 저렴할 수도 있다.

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2. 두 개의 PSU를 동시에 켜고 끄는 방법

두 개의 PSU를 하나의 시스템에서 사용할 때, 자동으로 동기화하여 켜고 끄는 방법이 필요하다. 이를 위한 대표적인 방법은 다음과 같다.

1) 듀얼 PSU 어댑터(24핀 동기화 케이블) 사용

• 원리:
  • 1번 PSU의 24핀 커넥터와 2번 PSU의 24핀 중 PS_ON# (Power On, 녹색 선)과 GND(검은색 선)를 연결하여 두 PSU가 동시에 켜지도록 만든다.
  • 이 방식을 사용하면 메인보드가 켜질 때 두 번째 PSU도 함께 켜짐.
• 장점:
  • 설치가 간단하고 추가적인 전자 회로가 필요 없음.
  • 대부분의 듀얼 PSU 브리지를 지원하는 어댑터가 시중에 판매됨.
• 단점:
  • PSU 간 전압 차이에 의한 문제 발생 가능성 있음.
  • 안정성을 100% 보장하기 어려움.

2) 릴레이 회로를 이용한 자동 전원 동기화

• 원리:
  • 1번 PSU의 MOLEX 4핀 커넥터에서 +12V 신호를 가져와 릴레이 모듈을 통해 2번 PSU의 PS_ON#을 활성화하는 방식.
  • 즉, 1번 PSU가 켜지면 릴레이가 동작하여 2번 PSU도 켜지도록 설정할 수 있다.
• 장점:
  • 두 PSU 간 전기적 분리가 이루어지므로 보다 안정적.
  • 메인보드나 24핀 커넥터를 건드릴 필요 없음.
• 단점:
  • 전자 회로를 직접 구성해야 할 수도 있음.
  • 릴레이가 작동하지 않거나 지연이 생길 가능성이 있음.

3) 마뉴얼 방식 (별도 스위치 사용)

• 방법:
  • 1번 PSU와 2번 PSU의 PS_ON# (녹색 선)과 GND(검은색 선)를 물리적 스위치로 연결하여 동시에 전원을 켜도록 한다.
  • 단순한 방법이지만, 사용자가 직접 두 PSU를 동시에 켜야 한다는 불편함이 있음.
• 장점:
  • 가장 저렴하고 간단한 방식.
  • 테스트용으로 사용하기에 적합.
• 단점:
  • 자동화되지 않음 → 실사용에는 불편함.

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3. 안전 문제 및 주의할 점

두 개의 PSU를 하나의 시스템에서 사용할 경우, 전기적/물리적 안정성을 반드시 고려해야 함.

1) PSU 간 전압 차이 문제

• 두 개의 PSU를 사용할 경우 출력 전압 차이(특히 +12V 레일)가 발생할 가능성이 있음.
• PSU마다 +12V 레일이 12.00V~12.20V 등 미세하게 차이가 날 수 있으며, 이 차이가 커지면 부품 손상 위험이 있음.
• 해결책:
  • 두 PSU를 직접 병렬로 연결하지 않음 (ex: 서로 다른 PSU에서 +12V를 공유하지 않도록 함).
  • 한 PSU는 CPU 및 메인보드, 다른 PSU는 GPU 및 주변 기기에만 전원을 공급하도록 분리함.

2) 그라운드 루프(Ground Loop) 발생 가능성

• 두 개의 PSU가 서로 다른 접지를 가질 경우, 그라운드 루프가 형성되어 전류가 비정상적으로 흐를 가능성이 있음.
• 해결책:
  • 두 PSU의 GND(검은색 선)를 반드시 하나로 연결해야 함.

3) 과부하 방지

• 두 개의 PSU를 사용할 경우, 각 PSU의 최대 출력 용량을 초과하지 않도록 부하를 적절히 분산해야 함.
• 예를 들어,
  • 1번 PSU: 메인보드, CPU, SSD, 팬
  • 2번 PSU: GPU, 하드디스크, 추가 부품
  • 이런 식으로 전력 부하를 나누는 것이 중요함.

4) 자동 종료 기능 문제

• 일부 메인보드에서는 시스템 종료 시 PS_ON# 신호를 통해 PSU를 끄지만, 두 번째 PSU가 제대로 꺼지지 않을 수 있음.
• 릴레이 방식이나 24핀 듀얼 PSU 어댑터를 사용하면 해결 가능.

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4. 결론: 안전한 듀얼 PSU 구성 방법 요약

1. 24핀 동기화 케이블 또는 릴레이 모듈을 사용하여 자동 전원 동기화
2. PSU 간 +12V 레일을 직접 공유하지 않도록 주의 (부하를 CPU/메인보드와 GPU 등으로 분리)
3. GND(접지)는 반드시 공유하여 그라운드 루프 방지
4. PSU의 출력 용량을 적절히 분산하여 한쪽에 과부하가 걸리지 않도록 함
5. 릴레이 회로를 사용하면 더 안전하게 자동화 가능

➡ 적절한 방법을 사용하면, 두 개의 PSU를 이용하여 안전하게 하나의 시스템을 구동할 수 있음!