에너지 보존법칙을 이용한 거 아닌가요?

극단적으로 보면 밀폐된 방에서 같은 1000w 의 전력을 선풍기 돌리는데 쓰는 것과

1000w 의 전열기를 가동하는 것과 방온도는 차이가 없습니다.

전기 에너지 -> 운동에너지 -> 열에너지 / 전기에너지 -> 열에너지 의 과정의 차이일 뿐이죠.

그리고 방 대기온도는 명백히 엔트로피가 낮은 쪽에 속하므로 컴퓨터를 켜기만 해도 방온도가 올라가죠.

컴퓨터도 일종의 전기 저항입니다. 전열기가 보다 작은 부피에서 보다 빨리 전기를 열에너지로 바꾸는 거지

PC 도 여러대 모아서 슈퍼컴을 이루면 지역난방도 하고 있습니다.

저 제품은 컴퓨터의 발열을 이용한 제품인데 애초에 순수하게 발열을 위한 라지에이터보다 연산력으로 에너지를 소모하는 컴퓨터의 열변환효율이 떨어지는건 당연하구요. 또한 저 제품으로 발열을 시키려면 시스템을 풀로드를 시켜야 합니다. 풀로드를 시키려면 그만큼 연산력을 사용해야 하는데 가정집에서 그만한 연산력을 필요로 하는지 생각해봐야 합니다. 그만한 연산력이 필요한 경우 이미 그만한 연산력이 필요한 컴퓨터가 있을 것이고 그 컴퓨터의 발열량이 있으므로 필요 없는 제품이고 연산력이 필요 없다면 강제로 풀로드를 걸어야 하는데 그러면 연산력의 낭비 + 손실이 라지에이터보다 클테니 필요 없습니다.

유일하게 유용성이 있다면 앞으로 그만한 연산력을 새로 필요로 하는 가정 집이라는 결론이 나오는데 겨울에는 쓸모가 있지만 반대로 여름에는... 그리고 고장 났을 시의 유지보수비도 간단한 구조의 라지에이터와 비싼 부품으로 이루어진 컴퓨터를 비교하기엔 좀 그렇죠.

그리고 만약 연산력은 그리드 컴퓨팅으로 타인에 제공하고 발열만 제공 받는 것이라면 연산력을 제공하는 대신에 전기세를 대납해주므로 렌탈료는 없이 무료가 되거나 거의 없는 수준이 되지 않으면 수지가 맞지 않습니다.

아뇨...

내연기관과 같이 생각하면 안됩니다. 가정용 전열도구는 큰 온도차이로 효율적으로 에너지를 변환하는 것이 꼭 필요한게 아닙니다. 어짜피 에너지 총량은 동일하므로 100도 정도로 유지하면서 꾸준히 에너지를 유지하는 수준으로 500W 급의 컴퓨터로도 충분합니다. 연산능력이라고 해봤자 에너지의 한 계 내부에서 보면 전기에너지를 저항을 통해 열 에너지로 바꾸는 과정 중의 하나입니다. 모니터도 극단적으로 보면 전자기파로 전기를 바꾸는데 전자기파 (빛) 도 방 내부의 벽에 흡수되어 온도를 올린다고 생각하면 됩니다. 즉, 모니터든 CPU 든 전열기든 한시간동안 800W 로 계속 썼다면 800Wh 만큼의 에너지를 사용하고, 그것이 전부 열 에너지로 가기 때문에 방 온도는 동일해집니다.

그리고 연산능력은 성능이 그다지 중요하지 않습니다. 기기적으로는 내구성이 중요하겠고, 그 다음으로는 단가겠습니다. 아무래도 저항만 달은 난방기구보단 실리콘 반도체가 단가가 더 높죠. 이에 대한 비즈니스 모델은 자세히 언급이 되어있지 않아서 모르겠습니다만... 라즈베리 파이 등에 쓰는 저가 ARM 칩을 병렬로 달면 의외로 저렴하지 않을까 합니다.

하지만 환경보호 측면에서는 확실히 의의가 있는데, 전기를 그냥 팍팍 열에너지로 바로 소모해버리는 것보다 실생활에 유용한 연산능력으로 바꾸었다가 열에너지로 바꾼다는데 있습니다. 굳이 클라우드로 연산능력을 상납(?)하지 않더라도 가정에서 조립컴에 비트코인 같은 걸 걸어두는 방법도 생각할 수 있겠죠. AMD 그래픽카드 꼽은 컴퓨터로 난방한다고나 할 까요. (물론 현재 비트코인/전기 비율은 매우 안 좋습니다) 

개인적으로는 경제성이 턱끝 정도까지만 확보되어도 정부 보조금 사업으로 국가적으로 보급하는 것도 좋을 것 같다고 생각합니다.

파워서플라이의 전력변환 효율이 80프로가 넘는 제품들이 80Plus 인증을 받고 나옵니다. 즉, 시작부터 20% 손실부터 먹고 들어갑니다. 500W 컴퓨터라면 실제 사용하는 전력은 625W정도 됩니다. 그리고 파워 손실을 제외하고도 히터 같은 저항 only인 제품이 역률이 1입니다. 입력과 출력이 같다는 의미입니다. 그러나 모터 또는 코일이나 콘덴서가 들어가면 역률이 1 이하로 떨어집니다. 떨어진 역률을 보상하기 위해 역률 개선용 콘덴서를 무효전력량에 맞춰 쓰지만 사무용 제품은 그런거 신경 안 쓰고 만듭니다. 때문에 확인 불가능한 역률을 더하면 625W 이상 나갑니다. 히터는 500W 쓰면 그냥 500W만 씁니다.

뭐, 이런걸 떠나서 500W짜리 컴퓨터를 그냥 집에서 고사양 게임을 돌려도 난방 안 하면 겨울엔 방이 춥습니다. 여름에는 쪄죽지만요. 왜냐면 겨울철 건물의 열손실량이 500W 컴퓨터의 발열량보다 크기 때문입니다. 여름엔 열손실이 없어서 가능하지만요.

matsal님이 예시로든 온도가 동일해 진다는 것은 건물의 열손실이 없을 때의 이야기입니다. 헤어드라이기가 보통 700~1000W 정도 하는데 이걸로 난방한다는 이야기와 같은 레벨의 이야기입니다. 

발열량/가격 도 전열기는 1000W에 몇 만원이지만, 100W 소모하는 CPU는 보통 최고급형만 가능하니깐 최소 30만원 X 10으로 같은 1000W로 300만원 정도 소요됩니다. 라즈베리 파이 단가가 5만원이고 전력소모가 대략 2~5w 정도일테니 이걸 1000W를 맞추려면 1000만원 수준이 소요됩니다.

뭐, 별것도 아닌 걸 길게 적었지만 한마디로 현실성이 없다고 생각하시면 됩니다. 이것보단 요즘 보일러 중에 열병합발전 가능한 모델이 있습니다. 그게 훨씬 좋습니다.

파워서플라이에서 손실되는 전기 = 열이 됩니다.

500W 를 언급하는 건 제 컴도 이정도라 쉽게 만들 수 있을 거라고 생각하기 때문입니다.(풀로드시 뜨거운 바람이 훅훅 나옵니다) 전문가가 설계하면 라디에이터 크기에서 1000W 이상을 집약시키는 것도 가능하겠죠. 라즈베리 파이의 경우 발열과 전력소모를 억제하기 위해 클럭을 낮췄는데, 내구성 한계까지 오버클럭하면 핸드폰 같이 최대 10~20W 도 잡아먹을 수 있습니다. 또한 GPU 10만원 짜리도 100W 우습게 넘어가는데 딱히 최고급형이 필요한 건 아닙니다.(물론 다른 기판 설계) 이 부분에 대해선 변수가 많고 단가문제도 긴밀히 연결되어 있으므로 고려할 것이 많습니다.

결론은 손실이 있어도 좋고 출력은 더 올릴 수 있습니다. 관건은 적절한 세팅의 칩셋을 몇개 병렬연결하는 구조로 발열하느냐 겠습니다. 이 부분은 16년 기술 수준에서 복잡한 계산이 필요하겠지만 06년 보다는 월등히 저렴해진 상태입니다. 그리고 앞으로 26년이 되면 훨씬 더 저렴해지겠죠. 저도 지금 당장은 현실화가 힘들다고 봅니다만 그동안 말로만 떠들어왔던 개념이 드디어 상업화 단계에 접어든다는 것이 가장 기대되는 부분입니다.

아참, 핵심은 에너지 보존 법칙에 위배되지 않는다는 겁니다.

제가 이야기한 에너지보존법칙의 핵심은 건물의 열손실입니다.

제 글 잘 보시면 모든 기본 명제가 거기에 맞춰져 있습니다.

건물 열손실 -1000에 PC 난로 발열량 +500 해봤자 난방이 안 된다는 뜻입니다.

음; 제가 너무 따스한 곳에 살아서 건물 열손실을 생각하지 못했군요.

제작년에 인테리어로 외벽 단열처리 다 한 이후로는 겨울에도 난방 안키고 더워서 쪄 죽습니다;

컴퓨터에서 소비되는 전력은 적은양의 EMI로 방출되는 에너지와 소자를 열화시키는데 소비된 지극히 적은양의 에너지를 제외하고 99%이상이 최종적으로 열에너지가 됩니다. 당연한 이야기인데 전부 옴의 법칙을 따르는 탓입니다. LED처럼 빛을 발하는것도 아니고 스피커처럼 소리를 내는 것도 아니고 모터처럼 운동에너지를 만드는것도 아닙니다.

건물에는 당연히 통합관리하는 열병합발전이 더 어울리겠죠. 하지만 난방시설이 없는 개인 집에는 저런 장비를 쓸 수 있습니다.

역시 단가가 가장 큰 문제일 것 같은데, 제 생각으로는 국가가 보조금을 지급해주고, 클라우딩 파워를 국가 기간망 사업에 투입하는 형식으로 기업만이 아니라 정부가 활용하는 방법도 있습니다. 네트워크 로드야 클러스터 작업이 아니라 폴딩@홈 같이 소용량으로 배포해서 연산결과만 다시 다운로드 받는 방식으로 대폭 줄일 수 있고요. 이러면 턱걸이 수준으로 수지가 안 나와도 보급이 가능할 겁니다.

문제는, 아무 좝도 돌릴게 없을때도 각 가정에서 열은 필요하기때문에 뭔가를 돌려줘야 한다는 것이고.. 그러면 nice -20 정도로 아무 쓸모없는 복잡한 일을 돌려놓는 것도 필요할 듯 하네요. ^^ SETI 처럼 끝이 없는 일을 저런식으로 background에 물려두어도 되겠네요.

앞서 잠깐 말씀드린 것처럼 계절의 영향을 받기 때문에 한 국가 정도가 이 일을 하기는 너무 단위가 작을 수도 있습니다. ㄷㄷㄷ