컴퓨터의 구성 부품 분석하기 : 메인 보드

안녕하세요. Jwnism 입니다.

컴퓨터를 이루는 구성 부품 중 가장 핵심이 되는 메인 보드에 대해 포스팅을 진행하겠습니다.

[메인 보드]

- 메인 보드는 컴퓨터, 스마트폰, TV, 냉장고 등 모든 전자기기에서 가장 필수적으로 사용되는 부품입니다. 전도체를 전달하는 전선이나 빛의 신호를 이용하여 데이터를 전송하는 광학 섬유로 이루어진 케이블을 하나로 합쳐서 연결한 것이 집적 회로입니다. 또한, USB, 사운드 카드 등 외부 메모리를 통해 데이터를 교환하여 노트북의 성능을 확장시키는 것이 I/O(Input and Output)포트 입니다. 집적 회로와 I/O포트가 설치된 전자 판이 바로 메인 보드입니다.

최근 출시되는 노트북의 메인 보드에는 그래픽 카드, 사운드 카드, CPU, RAM 등  주요 부품들이 대부분 내장되어 있습니다. 주요 부품들이 메인 보드에 장착된 채로 출시되는 것은 온보드(on-board) 방식이라고 합니다. 온보드 방식의 단점은 추가 메모리 카드를 확장하지 못한다는 것입니다. 노트북을 구매할 때 메인 보드가 온보드 방식인지 확인해야 합니다. RAM이나 SSD를 업그레이드하려고 했으나, 추가 확장이 불가능한 경우가 발생합니다. 제가 구매한 에이서 스위프트3 SF314-42 노트북은 최대 1TB SSD, RAM 16g를 추가 장착할 수 있어서 부족한 부분을 확장하여 성능을 높일 수 있습니다.

아무래도, 나노 공정이 발전하면서 컴퓨터를 이루는 부품들의 크기가 미세해지면서 각 부품들이 메인 보드에 내장되어 출시하는 것이라고 생각합니다. 또한, 메인 보드 안쪽 부품의 성능이 점차 고도화되어가기 때문에 노트북 무게는 줄어들고 전체적인 스펙은 더욱 좋아지는 것이라고 생각합니다. 데스크톱 컴퓨터 시장보다 랩톱 컴퓨터 시장이 더욱 커가는 것도 메인 보드의 성능이 발전하고 있기 때문이라고 생각합니다.

[브릿지]

- 메인 보드에 있는 CPU, RAM, 메모리 확장 카드 등 각 부품은 개별적으로는 기능을 발휘하지 않습니다. 부품 간 상호 연결이 되어 하나로 이루어져야 메인 보드의 기능이 제대로 이루어지는데요. 메인 보드에는 이 부품들을 연결해주는 칩셋, 브릿지(Bridge)가 있습니다.

⑴ 노스브릿지 (North Bridge)

- 메인 보드 상단에 위치해 있으며, CPU, RAM, PCI express 16.0, 그래픽 카드 등 많은 데이터를 처리하는 고속 장치를 제어하고 연결하는 칩셋입니다.

⑵ 사우스브릿지 (South Bridge)

- PCI express 1.0, IDE, SATA, USB 등 입력과 출력 장치(I/O)를 제어하는 칩셋입니다. 초창기에는 소량의 데이터를 주로 처리하여 발열이 심하지 않았으나, USB, SATA 등 I/O 성능이 발전하면서 점차 대량의 데이터를 처리하고 발열이 심해지면서 사우스브릿지에 방열판을 별도로 설치하고 있습니다.

[전원 공급 장치]

⑴ 파워 서플라이 (Power Supply)

- 전자 제품을 작동 시키기 위해서는 전력이 반드시 필요합니다. 주로, 콘센트를 연결하여 외부의 전력을 공급하는 방식으로 진행되는데요. 파워 서플라이는 외부의 전력을 전자 제품에 알맞게 전환 시켜 전류를 메인 보드에 공급하는 회로입니다.

⑵ 무정전 전원 장치 (UPS)

- 파워 서플라이를 통해 전력 공급을 받기 위해서는 외부의 전력이 반드시 필요합니다. 하지만, 노트북, 태블릿 PC처럼 휴대성을 강조한 전자 제품의 경우, 항상 외부 전력이 유입될 수는 없습니다. 전력 공급이 순간적으로 끊기기만 해도 저장되지 않는 휘발성 데이터들은 전부 사라지게 됩니다. 이런 경우를 방지하고자, 안정적으로 전력을 공급할 수 있는 장치를 전자 기기에 탑재하게 되는데, 노트북 배터리가 바로 대표적인 UPS입니다.

모든 전자 제품 제조사들은 배터리 전원 공급 시간을 늘리고자, 대용량 UPS를 지속적으로 개발하고 있는 상황입니다. 특히, 삼성SDI에서는 리튬 이온 배터리의 호환을 통해 배터리 수명을 길게 하고, 안정적인 에너지 저장 및 공급을 통해 장비의 오작동을 방지하는 기술을 개발했습니다.

소비자 입장에서, 대용량 배터리를 탑재한 노트북일수록 구매 욕구가 더 생길 것이라고 생각합니다. 데스크톱 PC, TV처럼 안정적으로 외부 전원 공급을 지속적으로 할 수 없는 경우라면, UPS의 전력 공급 시간 여부가 굉장히 중요하다고 생각합니다. 제가 구매한 에이서 스위프트3 SF314-42 노트북은 3CEll 리튬 이온, 4,200mAH의 배터리가 탑재되어있습니다. 저의 경우, 발열이 심해지는 고급 프로그램만 구동하는 것이 아니기 때문에, UPS를 통한 실제 노트북 사용 가능 시간이 엄청 길다고 느끼고 있습니다. 

[메인 보드 규격]

- 메인 보드는 다양한 폼 팩터 규격에 맞춰서 파워 서플라이도 바뀌며, 슬롯과 I/O 패널의 구성도 변경됩니다.

⑴ AT 규격

- 1980년 가정용 컴퓨터에서 많이 사용된 메인보드 규격으로, 크기는 305mm*351mm입니다.

⑵ ATX 규격

- 메인 보드의 크기는 305mm*244mm이며, 부품을 장착할 수 있는 슬롯은 6개~7개입니다. CPU, RAM 등 발열이 발생하는 부품마다 쿨러를 설치하여 냉각을 진행하는 방식입니다.

⑶ BTX 규격

- ATX 규격은 부품들이 일렬로 나란히 배치되어 있어 공기가 잘 통하지 않습니다. 쿨러가 있음에도 불구하고 열이 빠져나가지 못한다는 문제가 발생하는데요. BTX 규격은 CPU와 메인 보드를 나란히 배열하고, RAM을 메인 보드 위쪽에 배치하여 공기가 잘 흘러 열을 배출할 수 있게 만든 규격입니다.

컴퓨터, 노트북에 대해 잘 모르는 분들이라도 메인 보드라는 단어를 들어보셨을 거라고 생각합니다. 컴퓨터 사용자들이 직접 컴퓨터를 분해하지 않는 이상, 메인 보드를 눈으로 보기는 어렵습니다. 하지만, 메인 보드는 노트북의 핵심으로써 성능에 따라 데이터 처리 속도, 발열의 냉각 처리 방식, 슬롯, 규격 등 많은 것들이 바뀌게 됩니다. 특히, 조립 컴퓨터를 구매하는 분들이라면, 메인 보드는 어떤 것을 사용하며, 파워 서플라이는 어떤 것을 장착하는 지에 대해 정확하게 파악하셔야 합니다.

이상으로, 컴퓨터의 구성 부품 중 가장 핵심이 되는 메인 보드에 대한 포스팅을 마치겠습니다.

감사합니다.