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더 특별한 성능의 PC를 위한 8세대 코어 프로세서의 오버클록킹

기사입력 : 2018년 06월 18일 09시 21분
ACROFAN=권용만 | yongman.kwon@acrofan.com | SNS
8세대 인텔 코어 프로세서의 등장에서 가장 특별했던 변화라면, 이전 세대보다 두 개 더 많은 코어를 갖췄으면서도 이전 세대와 동등하거나 그 이상의 동작 속도를 유지했다는 점이 꼽힐 것이다. 인텔은 5세대 코어 프로세서 시절 처음 선보인 14nm 공정을 현재까지도 개량, 발전시켜 가면서 사용하고 있으며, 8세대 코어 프로세서에 사용된 14nm 공정은 이미 두 번 가량의 개량을 거쳐 성능을 최적화하고 공정과 제품 수준에서의 경쟁력을 유지하고 있으며, 8세대 코어 프로세서에서는 이전보다 두 개 더 많은 코어를 갖추고도 이전과 비슷한 동작 속도와 TDP를 유지했다.

여러 용도로 두루 사용하는 PC에서 성능을 결정하는 요소라면 프로세서 내의 개별 코어들의 동작 속도와 프로세서가 갖춘 코어 수를 생각할 수 있다. 그리고 이 중 개별 코어들의 동작 속도는 애플리케이션의 기본 동작 속도와 반응 속도에 직접적으로 영향을 미치며, 코어 수는 멀티쓰레드 애플리케이션의 전체 작업량에 영향을 준다. 이에 범용적인 PC로 사용하기에는 개별 코어의 동작 속도와 코어 수의 조화가 중요하며, 그렇지 않은 경우에는 애플리케이션의 특성에 따른 성능 차이가 크게 나타나게 된다.

코어 프로세서 브랜드의 등장 이후 처음으로 최대 6코어 12쓰레드 구성을 제공하는 8세대 코어 프로세서는, 이전 세대보다 늘어난 코어 수와 높은 동작 속도를 갖춘 만큼 오버클록킹의 난이도 측면도 더 높아졌지만 성능 향상도 더 크게 나타난다. 그리고 오버클록킹이 허용되는 ‘K 시리즈 프로세서’를 사용한 오버클록킹은 이제 누구나 쉽게 환경을 준비해 시작할 수 있으며, 일반적인 기본 설정의 PC에서는 만날 수 없는 특별한 성능을 만날 수 있어 자신만의 PC에 특별한 가치를 부여할 수 있는 방법이기도 하다.

 
▲ 공식적으로 ‘K 시리즈’ 프로세서와 ‘Z 시리즈’ 메인보드 조합에서 오버클록킹이 가능하다

2세대 코어 프로세서 이후, 인텔의 PC용 프로세서에서의 오버클록킹은 터보 부스트 배수 재정의가 가능하도록 제한이 해제된 ‘K 시리즈’ 프로세서와, 이를 지원하는 ‘Z 시리즈’ 칩셋 사용 메인보드의 조합에서만 공식적으로 지원된다. 코어 i7-8700K, i5-8600K, i3-8350K 등 오버클록킹이 가능한 ‘K 시리즈’ 프로세서는 예전에는 코어 i5 이상의 제품군에서만 최상위 모델로 존재했지만, 현재는 코어 i3 모델에도 K 시리즈 프로세서가 존재한다. 물론 K 시리즈 프로세서는 일반 모델들보다 가격이 높고, 기술적 특징 덕분에 상위 브랜드를 완전히 뛰어넘는 경우는 기대하기 어렵다.

8세대 코어 프로세서의 오버클록킹에 사용할 수 있는 메인보드는 300시리즈 칩셋 중 최상위 모델인 Z370 칩셋을 사용한 메인보드다. 오버클록킹 환경의 토대를 구성하는 메인보드의 선택에서는, 칩셋 이외에도 프로세서의 전원부 구성이나 바이오스의 디자인, 브랜드 평판 등에서 오는 특성 등도 고려할 필요가 있다. 오버클록킹을 위한 메인보드는 각 브랜드별로 전원부 구성 등 외관에서 확인 가능한 특성 이상으로 독특한 특징을 가지고 있는 경우도 있어, 메인보드 제조사와 브랜드에 따라 오버클록킹 결과가 달라질 수 있고 이에 따른 특정 브랜드에 대한 선호 또한 존재한다.

프로세서, 메인보드 다음에 생각해야 할 것은 충분한 성능의 쿨러다. 쿨러의 경우 오버클록킹을 위해서는 하이엔드 급 공냉과 수냉 사이에서 고민하게 되는데, 언제나 수냉이 좋은 결과를 내는 것은 아니다. 하이엔드 급 공냉 쿨러 이상의 성능을 기대하려면 적어도 2열 수냉 구성이 필요하며, 1열 구성의 수냉 쿨러는 비슷한 가격의 공냉 쿨러에 비해 성능보다는 공간이나 정숙성 등의 장점이 두드러진다. 또한 수냉 쿨러의 경우 프로세서 주위에 있는 메인보드 전원부 등의 쿨링에 대해 별도의 대책을 준비할 필요도 있다.

파워 서플라이의 경우 오버클록킹 시 프로세서 소비전력이 크게 올라갈 수 있는 만큼, 오버클록킹 전보다 여유를 두어 600~750W 정도 용량을 갖추면 기본 환경으로는 큰 손색이 없다. 또한 12V 출력의 경우 싱글 레일은 사용하기 편하고, 멀티 레일은 구성에 따라 다른 부분에 간섭이 적어 안정감이 높은 정도의 차이가 있다. 케이스의 선택은 오버클록킹된 PC를 완성하는 마지막 퍼즐이다. 케이스 선택에 있어서 중요한 점이라면, 케이스의 배치나 폭 등에서 선택한 쿨러를 제대로 장착하고 케이스를 닫아 완성할 수 있는지의 여부다.

 
▲ 가장 기본적인 오버클록킹 방법은 터보 부스트 기술의 배수 조절이다

8세대 코어 프로세서의 오버클록킹은 일반적으로는 터보 부스트 배수의 재정의를 통한 방법이 널리 쓰인다. 현재 재정의 가능한 최대 터보 부스트 배수는 83배 정도까지 가능하며, 모든 코어에 일괄적인 최대 배수를 고정 지정하는 방법 말고도 기본 설정과 유사한 형태로 프로세서의 코어와 쓰레드 부하에 따른 배수 지정, 혹은 특정 코어에 특정 한계 배수를 지정하는 방법도 제공된다. 배수 설정 자체는 바이오스의 오버클록킹 관련 메뉴에서 쉽게 설정할 수 있으며, 일반적으로는 전체 코어의 활성 상황을 기준으로 배수를 설정하는 것이 가장 간편하다.

프로세서의 오버클록킹 설정에서 배수 설정 다음으로 봐야 될 부분은 전원 관련 설정들이다. 터보 부스트 기술의 경우 프로세서 패키지의 전원 관리 설정 범위 안에서 동작하는 만큼, 이 또한 풀어주는 편이 좋다. 메인보드에서 설정된 패키지, 플랫폼 파워 제한을 완화시키면 프로세서의 고부하 상황에서 지속적으로 성능을 유지할 수 있지만, 그만큼 무리한 설정에 따른 시스템 손상의 가능성도 생긴다. 이와 함께, 전원 관리 기능과 함께 가는 ‘Energy Efficient Turbo’ 설정은 꺼 주는 것이 좋다.

8세대 코어 프로세서의 오버클록킹에 있어, EIST 기능은 취향에 따라 켜고 끌 수 있지만, 터보 부스트 기능은 끄면 배수 재정의를 통한 오버클록킹 자체가 성립되지 않는다. 또한 AVX 오프셋 설정은 프로세서 코어에 부하가 커지는 AVX 명령어셋이 활용되는 경우에만 설정 배수보다 동작 속도를 낮출 수 있게 하며, 이 설정을 잘 활용하면 오버클록킹 잠재력을 최대한 끌어낼 수도 있다. 일반적으로는 상황에 따라 2~3배수 정도의 오프셋 설정을 사용하는데, 50배수 5GHz 설정에 3배수 오프셋을 주는 경우, AVX를 사용하는 상황에서는 4.7GHz 정도로 동작하게 된다.

또 다른 배수 설정 항목인 ‘언코어 영역’은 프로세서의 캐시와 내부 링버스 등의 동작 속도를 결정하며, i7-8700K에서는 기본값은 4.4GHz 정도로, 일반적으로는 크게 변경할 필요는 없다. 또한 FCLK 설정은 기본은 800MHz지만 상당수의 메인보드가 1GHz 설정을 기본으로 하며, PCIe 버스 등의 성능에 영향을 주지만 그 영향은 아주 작은 것으로 알려져 있다. 한편 프로세서 동작 배수의 기준이 되는 BCLK의 경우 8세대 코어 프로세서 기반 플랫폼에서는 I/O와 완전히 분리된 비동기 설정이 가능하지만, 이미 프로세서 배수로 설정 가능한 폭이 충분한 상태에서 굳이 이 방법을 선택할 필요는 거의 없다.

 
▲ 전압 설정은 Vcore를 중심으로, 상황에 따라 다른 설정값을 조금씩 조절하면 된다

프로세서의 배수 조절 이후 프로세서가 제대로 동작하지 않는다면, 다음에 살펴볼 것은 프로세서에 들어가는 전압 설정이다. 프로세서의 오버클록킹에서는 주로 프로세서 코어 부의 전압을 조절하게 되며, 8세대 코어 프로세서의 프로세서 코어부 전압 설정은 부하에 따른 가변 전압이 기본이고, 일반적으로는 최대 부하시 1.2V 근처가 된다. 전압은 기본 값에서부터 0.05V 정도 수준으로 조금씩 올려 가면서 결과를 확인하고, 필요 이상의 무리한 전압 설정은 오버클록킹에 도움이 되지 않으면서도 심한 발열과 부품 손상의 원인이 되니 지양하는 것이 좋다.

프로세서 코어 부의 전압 설정 방법은 전통적인 고정 전압 설정, 기본 전압 곡선 전체를 들어 올리는 오프셋 설정, 그리고 터보 부스트 영역에서만 최대 인가 전압을 올리는 어댑티브 방식이 있다. 이 중 이론적으로 가장 이상적인 방식은 어댑티브 방식이며, 저부하 상황에서의 전력 효율을 확보하면서도 오버클록킹이 가능하다는 장점이 있지만, 설정 값을 찾는 데에 다소 복잡한 상황이 생기기도 한다. 한편 부하에 따른 가변 전압 설정으로 고정된 정규 전압 설정이 없는 현재의 코어 프로세서에서 오프셋 방식 또한 효율과 설정 편의를 모두 확보할 수 있는 방법이다.

한편, 프로세서 코어에 전압을 아무리 넣더라도 실리콘의 한계를 뛰어넘기는 어려운 만큼, 무리한 전압은 발열로 상황을 악화시키기만 할 뿐 도움이 되지 않는다. 8세대 코어 프로세서에서 인가 가능한 최대 전압은 1.52V 정도로 알려져 있지만, 실질적으로는 1.4~1.45V 정도가 한계점이고, 1.35V를 넘기지 않는 편을 추천한다. 또한 고전압을 사용한 오버클록킹의 경우 프로세서와 메인보드 전원부 양 쪽에 확실한 쿨링 대책이 필요할 것이다. 이와 함께, 메인보드의 ‘Load Line Calibration’ 설정을 통해 고부하시 전압 변동을 최소화해 더 안정적인 오버클록킹이 가능하다.

전압 설정에 있어 대부분의 경우, 프로세서의 Vcore 전압 이외의 값은 크게 건드릴 필요가 없지만, VCCPLL의 경우 설정에 따라 발열이나 오버클록킹 목표 달성에도 영향을 주는 만큼, 필요에 따라서는 기본값의 조절도 필요하다. 그리고 만약 메모리도 함께 오버클록킹 했다면, 메모리 부분의 전압 조절과 함께 VCCIO, System Agent의 전얍을 약간 올려주는 것도 안정화에 도움이 된다. 한편, 전체 패키지 수준에서의 전력 관리를 생각하면, 별도의 그래픽카드를 사용하는 경우에는 내장 그래픽 코어 기능 등 사용하지 않는 기능은 꺼 주는 게 약간이나마 유리한 결과를 얻을 수 있다.

 
▲ 메모리는 타이밍보다 동작 속도를 우선시하는 편이 유리하다

메모리의 오버클록킹에서는 동작 속도와 타이밍 중 동작 속도 쪽이 더 성능에 큰 영향을 주는 만큼, 일차적인 목표는 동작 속도로 잡는 것을 추천한다. 그리고 DDR4 초기의 DDR4-2133 메모리도 대부분 별도의 추가 전압이나 타이밍 조절 없이 8세대 코어 프로세서가 지원하는 DDR4-2666으로 동작시킬 수 있다. 메모리의 오버클록킹에 있어서는, JEDEC 표준 타이밍에 맞춰 동작 속도를 먼저 올린 뒤, 타이밍을 조여 가는 것이 무난할 것이다. 전압 설정에서는 기본 1.2V를 기준으로 해, 최대 1.35V를 넘지 않도록 하는 것이 좋다.

오버클록킹은 한 번에 정해진 값으로 완성되는 것이 아니라, 모든 개별 프로세서와 메인보드, 그 밖의 환경 구성에 따라 모두 그 한계가 다르고, 이를 찾아가기 위한 반복되는 과정이기도 하다. 이에 i7-8700K의 경우 6코어 전체 배수 기준 4.8GHz 정도에서부터 시작해, 동작 속도를 올리고 제대로 동작하는지 확인하고, 그렇지 않다면 전압 조절 등을 통해 제대로 동작 가능한지 확인하고, 성공하면 배수를 한 단계 더 올리는 식의 과정을 반복하게 된다. 혹은, 5.0GHz 등 상징적인 값에 적당한 전압을 시작점으로 넣고, 여기서 전압을 줄여 가는 식으로도 할 수는 있을 것이다.

오버클록킹의 성공 여부에 대한 테스트는 정해져 있는 기준이 없지만, 일반적으로는 프로세서의 최대 부하가 걸리는 린팩(Linpack) 이나 Prime95 등의 연산형 벤치마크 도구의 루프, 혹은 시네벤치(Cinebench) 등 멀티쓰레드 환경을 적극적으로 이용하는 벤치마크 툴을 일정 시간 이상 반복 수행하는 식으로 확인할 수 있다. 이 과정에서 시스템이 다운되지 않는지, 결과값이 예상된 수준으로 정상적으로 나오는지 확인하면 된다. 또한 다양한 모니터링 툴을 사용해 프로세서 부의 온도를 확인하는 것도 중요한데, 최대 온도 80℃ 이상을 현재 상태에서의 한계로 보는 것을 추천한다.

 
▲ 메인보드의 오버클록킹 프리셋 기능은 하나의 기준점으로 보는 게 좋을 것이다

한편 최근에는 많은 메인보드들이 가장 보편적인 오버클록킹 설정을 메인보드에 넣어, 복잡한 과정 없이 쉽게 프로세서를 오버클록킹해서 높은 성능을 얻을 수 있도록 하는 기능들을 갖추고 있다. 이런 기능들은 간단한 테스트를 통해 설정을 자동으로 하는 경우, 혹은 미리 설정되어 있는 실패하지 않을 일반적 설정을 적용하는 방법 등으로 구현된다. 이런 기능들을 활용하는 경우, 별다른 설정 없이 바로 사용할 수 있는 장점은 있지만, 전압을 다소 높게 넣는 경향이 있는 만큼 주의할 필요가 있으며, 이 설정값을 시작점으로 해 최적 값을 찾아가는 데도 유용하게 쓸 수 있다.

이와 함께, 8세대 코어 프로세서를 위한 메인보드들에서 찾아볼 수 있는 ‘Enhanced Multi-Core Performance’ 혹은 ‘Multi-Core Enhancement’ 등의 항목은, 프로세서의 기본 배수 설정 대신 메인보드 제조사의 임의 터보 부스트 설정을 적용하는 것으로, 일반적으로는 기본 상태에서 적용 가능한 터보 부스트 최대 배수를 모든 코어에 적용하는 식으로 동작한다. 즉, 코어 i7-8700K의 경우 6코어 모두를 활용하는 상황에서도 최대 정규 동작 속도인 4.7GHz로 동작하게 되는 것이다. 이 또한 다소의 성능 향상을 얻을 수 있는 오버클록킹이기도 하며, 풀 로드 시 소비 전력량이 다소 많이 올라가기도 한다.

또한, 엄밀한 의미에서 오버클록킹은 제조사의 보증 범위를 벗어나는 행위로, 오버클록킹이 허용된 제품일지라도 오버클록킹으로 인한 프로세서와 메인보드 등의 손상은 보증 범위에 들어가지 않는다. 하지만 현실적으로는, 무리한 오버클록킹으로 인한 타버린 흔적 등 외부에서 보이는 손상이 없다면 대부분의 경우 무리 없이 보증 처리를 받을 수 있기도 하다. 물론, 수월한 오버클록킹을 위해 종종 이루어지는 프로세서의 히트 스프레더 분리 등의 행위는 외관 손상이 이루어진 경우이므로 보증 처리가 거부될 수 있다는 점도 명심할 필요가 있겠다.

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