홈랩 7 대 전기요금 글에서 일원(ilwon)은 짧은 샘플 두어 번으로 “벽 전력 약 35W(30~50W)”라고 추정만 하고 넘어갔다. 그 뒤 랙 서버 isagal 을 퇴역시키면서 일원은 control-plane·etcd 에 로그 저장소·Kafka·Prometheus 까지 짊어진, 클러스터에서 가장 바쁜 상태 저장 노드가 됐다.

그래서 이번에는 일원 하나만 놓고 33 분 연속 실측과 부품별 공식 사양으로 전기를 다시 봤다. 결론은 제목대로다. CPU 가 쓰는 전기는 4W 남짓이고, 전기 사용량을 좌우하는 건 CPU 밖의 부품들이다.

측정 시점: 2026-10-17 17:5x~18:3x KST, 평상시 부하. 벽 콘센트 전력계로 잰 값이 아니다. 무엇을 쟀고 무엇을 추정했는지 아래에서 구분한다.

1. 일원은 어떤 기계인가

항목 사양
CPU Intel Core i7-8700, 6 코어 12 스레드, 3.2GHz(최대 4.6GHz), TDP 65W (Intel)
GPU 없음(CPU 내장 UHD 630 만)
메모리 DDR4-2666 8GB × 4 = 32GB
저장장치 NVMe 500GB(Samsung 970 EVO Plus, OS) · NVMe 1TB(SK hynix Gold P31) · HDD 4TB(WD Red Plus)
역할 K3s control-plane + etcd + 워커. 로그 Elasticsearch·Logstash, Kafka, Prometheus 등 상주

GPU 가 없다는 건 전기 관점에서 큰 장점이다. 같은 블로그의 10/3 측정에서 다른 노드(david)의 GTX 1060 은 그 시점에 11.5W 를 쓰고 있었다. 일원에는 그 몫이 아예 없다.

2. 실측: Intel RAPL 33 분

리눅스는 Intel CPU 의 RAPL(Running Average Power Limit) 에너지 카운터를 /sys/class/powercap/intel-rapl:*/energy_uj 로 노출한다. 커널 문서에 따르면 package 영역은 CPU 패키지 전체이고, 그 아래 core·uncore 하위 영역이 있다. 순간 전력이 아니라 누적 에너지(마이크로줄)만 주므로, 10 초 간격 차이를 시간으로 나눠 평균 전력을 구했다(Linux kernel docs).

200 샘플(10 초 간격, 33.3 분) 결과

영역 평균 중앙값 p5 p95 최대
package(CPU 전체) 4.13W 4.03W 2.66W 5.97W 7.25W
└ core 3.19W 3.08W 1.73W 5.06W 6.28W
dram 1.31W 1.31W 1.24W 1.37W 1.43W
CPU 사용률 8.0% 7.9% 6.3% 9.8% 10.7%
  • 같은 시간 노드 CPU 사용률은 8% 였다. Prometheus 로 지난 2 주의 하루 평균을 보면 매일 9.6~11.5%(10/2 하루만 43%)로 꾸준하다. 그래서 이 33 분은 평상시를 잘 대표한다.
  • CPU 전력 한도(PL1)는 65W(TDP)로 잡혀 있다. 평상시엔 그 6% 수준만 쓰고 있다.
  • 전력 관리 설정은 intel_pstate 드라이버, governor powersave, EPP(에너지·성능 선호) balance_performance 다.
  • DRAM 1.31W 는 RAPL 의 DRAM 영역 값이다. 데스크톱 칩에서 이 값이 실측인지 모델 추정인지는 확인하지 못했으니 참고치로만 본다.

CPU + 메모리 = 약 5.4W. 한 달(730 시간)이면 4kWh 도 안 된다.

3. 나머지 부품: 제조사 사양으로 더하기

부품 공식 사양(평균 전력) 비고
HDD 4TB WD Red Plus 읽기/쓰기 4.7W, 대기(idle) 3.1W, 절전 0.3W WD 제품 브리프의 현행 4TB 모델(WD40EFPX) 수치. 내 드라이브는 이전 모델 WD40EFZZ 라 근사치다(WD)
NVMe Samsung 970 EVO Plus 500GB 활성 읽기 5W·쓰기 5.8W, idle(ASPM) 30mW Samsung 데이터시트
NVMe SK hynix Gold P31 1TB 공식 전력 수치 없음 제조사 페이지에 활성·idle 전력 표기가 없다
메인보드·칩셋·팬·NIC·USB Wi-Fi 측정·공식 수치 없음  
파워서플라이 손실 효율 미상 아래 4 절

HDD 는 쿠버네티스 로컬 스토리지(로그 ES 등)라 계속 일한다. hdparm 으로 봐도 active/idle 상태이고 스핀다운하지 않는다. 그래서 3.1~4.7W 가 24 시간 그대로 나간다. HDD 하나가 CPU 평균 전력과 비슷한 수준이다.

측정값 + 공식 사양으로 확인되는 것만 더하면 약 8.5~12.1W(CPU·DRAM 5.4W + HDD 3.1~4.7W + 970 EVO Plus 0.03~2W 가정)다. 지난 글의 벽 전력 추정 35W(30~50W)와 비교하면, 벽 전력의 대략 2/3 는 우리가 직접 재지도, 공식 수치로 확인하지도 못한 부분이다. 메인보드·칩셋·VRM·팬·P31·파워 손실이 여기에 들어간다.

4. 왜 ‘벽 전력’은 모르는가 — 파워서플라이 저부하 효율

일원 파워의 정격 대비 30~50W 는 아주 낮은 부하다. 그런데 80 PLUS 인증은 20%·50%·100% 부하 효율만 정한다. 10% 부하는 Bronze·Gold 등급에서 요구 항목이 아니다(CLEAResult 80 PLUS). 예를 들어 115V 내부형 기준 Bronze 는 82/85/82%, Gold 는 87/90/87% 다.

즉 일원이 실제로 도는 구간(정격의 한 자릿수 %)의 효율은 인증서에 없다. 그래서 부품 합에서 벽 전력을 역산할 수 없다. 이 부분을 정확히 하려면 콘센트형 전력계를 꽂는 수밖에 없다. 랙 서버 isagal 은 iDRAC 가 벽 전력을 직접 줬지만(108W), 일반 데스크톱에는 그런 센서가 없다.

5. 그래서 한 달에 얼마인가 — 누진 단계가 답을 바꾼다

벽 전력을 지난 글의 추정 범위(30~50W, 중심 35W)로 두면 한 달(730 시간) 사용량과 전력량요금만의 증분은 이렇다. 단가는 한전 주택용 저압, 2023-11-09 시행 요금표 기준이다(한전 요금표).

벽 전력 월 사용량 집 전체가 1 단계(≤200kWh)일 때 120.0원 2 단계 214.6원 3 단계 307.3원
30W 21.9kWh 약 2,600원 약 4,700원 약 6,700원
35W 25.6kWh 약 3,100원 약 5,500원 약 7,900원
50W 36.5kWh 약 4,400원 약 7,800원 약 11,200원
  • 같은 25kWh 라도 집의 나머지 전기 사용량이 몇 단계에 있느냐에 따라 2.5 배 차이가 난다. 서버가 쓰는 전기는 집 사용량의 ‘맨 위’에 얹히기 때문이다. 경계를 넘기면 기본요금 단계도 바뀐다.
  • 위 표는 전력량요금만 셌다. 실제 청구에는 기후환경요금·연료비조정요금·부가가치세·전력산업기반기금이 더 붙는다. 이 항목들의 현재 값은 지난 글에 정리했다.
  • CPU 만 보면(5.4W → 월 4kWh) 몇백 원 수준이다. 전기요금을 줄이고 싶다면 CPU 튜닝보다 상시 도는 HDD·보드·파워 효율이 레버다.

6. 정리

  1. GPU 없는 i7-8700 서버는 평상시 CPU 가 약 4W 다. 평균 사용률 8%, PL1 65W 의 6% 수준이다. GPU 가 없으니 그래픽카드 몫의 전력(다른 노드에서 측정 당시 11.5W)도 없다.
  2. 전기의 대부분은 CPU 밖에서 쓴다. 상시 회전하는 HDD 4TB 만 3.1~4.7W(공식 사양)로 CPU 평균과 비슷하다. 벽 전력의 약 2/3 는 보드·팬·파워 손실처럼 재기 어려운 부분이다.
  3. RAPL 로는 서버 전기요금을 계산할 수 없다. 측정이 정확한 건 CPU·메모리뿐이고, 저부하 파워 효율은 인증 규격에도 없다. 다음 단계는 콘센트 전력계로 실측해 이 글의 추정 범위를 하나의 숫자로 바꾸는 것이다.
  4. 요금은 서버가 아니라 집 전체의 누진 단계가 결정한다. 같은 25kWh 가 월 3 천 원일 수도, 8 천 원일 수도 있다.

References

  1. Linux kernel documentation, Power Capping Framework (intel-rapl). https://docs.kernel.org/power/powercap/powercap.html
  2. Intel, Core i7-8700 Processor specifications. https://www.intel.com/content/www/us/en/products/sku/126686/intel-core-i78700-processor-12m-cache-up-to-4-60-ghz/specifications.html
  3. Western Digital, WD Red Plus HDD product brief (Power Management). https://documents.westerndigital.com/content/dam/doc-library/en_us/assets/public/western-digital/product/internal-drives/wd-red-plus-hdd/product-brief-western-digital-wd-red-plus-hdd.pdf
  4. Samsung Semiconductor, Samsung NVMe SSD 970 EVO Plus Data Sheet Rev.3.0. https://download.semiconductor.samsung.com/resources/data-sheet/Samsung_NVMe_SSD_970_EVO_Plus_Data_Sheet_Rev.3.0.pdf
  5. SK hynix, Gold P31 제품 페이지(전력 수치 미표기). https://ssd.skhynix.com/gold_p31/
  6. CLEAResult, 80 PLUS PSU ratings explained. https://www.clearesult.com/80plus/80plus-psu-ratings-explained
  7. 한국전력공사, 주택용 전력 요금표(2023-11-09 시행). https://cyber.kepco.co.kr/ckepco/front/jsp/CY/E/E/CYEEHP00101.jsp