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인텔 코어 프로세서의 숨겨진 잠재력을 쉽고 편리하게 끌어내는 오버클록킹 도구들

기사입력 : 2020년 09월 07일 10시 30분
ACROFAN=권용만 | yongman.kwon@acrofan.com | SNS
우리가 사용하는 PC의 프로세서는 일정 규격 이상의 품질이 보장되는 ‘공산품’이며, 이에 따라 동작이 보증되는 일련의 조건들이 사전에 정의되어 사용자에게 전달되고, 이를 임의로 바꾸는 것은 추천되지 않는다. 하지만 이러한 반도체의 동작 조건을 어떠한 방법으로 재정의해서, 제조사가 정의한 동작 속도보다 더 높은 속도로 동작시킴으로써 더 높은 성능을 얻는 ‘오버클록킹’은 PC의 초창기부터 사용자들의 높은 관심을 얻어 온 바 있다. 그리고, 한때는 무조건 배척하기만 했던 존재인 오버클록킹은, 이제 극한의 성능을 얻기 위해 사용자들이 선택할 수 있는 하나의 방법으로 인정받고 있다.

인텔의 코어 프로세서 제품군에서도 ‘K 시리즈’ 제품군은 이 ‘오버클록킹’이 공식적으로 용인되는 특별한 제품군이다. 이 ‘K 시리즈’ 프로세서는 높은 TDP와 함께, 각 제품군별로 가장 높은 동작 속도를 가지는 플래그십 급 제품이기도 하며, Z시리즈 칩셋 기반 메인보드와 함께 사용해 터보 부스트 동작 배수의 재정의 등을 통한 프로세서의 오버클록킹이 가능하다. 그리고, 이 ‘K 시리즈’ 프로세서가 처음 등장한 2세대 코어 프로세서 이후, 인텔은 프로세서의 세대와 플랫폼이 바뀔 때마다 이 ‘오버클록킹’을 위한 기능들도 강화해 온 바 있으며, 10세대 코어 프로세서에 이르러서는 플랫폼 자체의 기능으로도 정교한 오버클록킹이 가능하다.

하지만, 성공적인 오버클록킹을 위해서는 플랫폼이 지원하는 다양한 기능들을 적절히 활용해 최적의 설정값을 찾아야 되는데, 플랫폼 차원에서의 오버클록킹 지원 기능들이 강화되고, 메인보드들마다 독특한 오버클록킹 지원 기능들까지 결합되면서, 오버클록킹을 위한 설정 자체도 복잡해지는 모습이다. 그리고, 이렇게 점점 복잡해지는 오버클록킹 설정을 더 간편히 할 수 있게 돕는 다양한 도구들의 존재는, 인텔 코어 프로세서의 숨겨진 잠재력을 더 쉽고 편리하게 끌어낼 수 있게 지원한다. 특히, 인텔이 직접 제공하는 오버클록킹 관련 도구들은, 메인보드 제조사에 따른 혼란 없이 일관된 인터페이스로 정밀한 오버클록킹 설정을 할 수 있다는 점이 장점이다.

▲ 인텔 코어 프로세서는 ‘K 시리즈’ 프로세서와 ‘Z 시리즈’ 칩셋 기반 메인보드의 조합에서 오버클록킹이 가능하다

2세대 이후 인텔 코어 프로세서의 오버클록킹을 위해서는 공식적으로 ‘K 시리즈’ 프로세서와 ‘Z 시리즈’ 칩셋의 조합이 필요하며, 10세대 코어 프로세서에서는 K, KF 시리즈 프로세서와 ‘Z490’ 칩셋 기반 메인보드의 조합이 이에 해당된다. 새로운 플랫폼을 기반으로 하는 10세대 코어 프로세서 ‘K 시리즈’ 프로세서는 이전 세대와 비교해 기본 TDP가 125W로 올라, 늘어난 코어와 쓰레드 수에도 더 높은 동작 속도를 달성할 수 있게 되었으며, 얇은 다이와 두꺼운 IHS의 조합을 통해 프로세서의 열 전달 성능을 높였다. 이와 함께, 코어 i7 부터는 ‘터보 부스트 맥스 3.0’, 코어 i9 프로세서에서는 ‘써멀 벨로시티 부스트’ 기술을 적용해, 최대 동작 속도는 코어 i7-10700K에서 5.1GHz, 코어 i9-10900K에서는 5.3GHz까지 끌어올렸다.

또한, 10세대 코어 프로세서에서는 새로운 플랫폼과 함께 오버클록킹 관련 기능도 더욱 강력해졌다. 먼저, 이전 세대에서는 모든 코어에 대해 켜고 끄기만 가능했던 하이퍼쓰레딩 기술이, 이제는 특정 코어별로 선택 가능하게 되어, 더욱 정교하게 개별 코어의 최대 동작 속도를 달성할 수 있는 방법을 제공한다. 또한 프로세서의 활성화 단계에 따른 전력과 주파수 커브 제어 기술도 더욱 향상되어, 유휴 상태에서 최대 터보 부스트 상태에 이르기까지의 전압 설정을 기존의 어댑티브 설정보다도 더욱 정교하게 조절할 수 있게 되었다. 이 외에도 PEG/DMI 동작 속도의 오버클록킹도 지원하지만, 이 부분의 조작은 특별한 경우가 아니면 권장하지 않는다.

프로세서의 오버클록킹을 지원하는 Z시리즈 칩셋 기반 메인보드들에서, 오버클록킹 지원 기술은 제품 경쟁력에서 중요한 부분이기도 하며, 플랫폼 수준에서의 오버클록킹 기술은 메인보드 제조사의 독특한 기술들과 결합되어 제품화된다. 이에, 오버클록킹의 기본은 메인보드의 바이오스를 통해 직접 설정하는 것이지만, 이는 메인보드 제조사별로 설정 항목이 다르게 되어있는 등 복잡한 모습이고, 설정을 바꾸고 나면 PC를 재부팅해 운영체제 환경에서 다시금 테스트를 진행해야 하는 번거로움도 있다. 물론, 메인보드 제조사들은 이러한 번거로움을 해결하기 위해, 자사의 메인보드가 가진 주요 기능을 윈도우 환경에서 직접 제어할 수 있는 프로그램들을 제공하고 있다.

윈도우 환경에서 재부팅 없이 편리하게 오버클록킹 설정을 적용할 수 있는 또 다른 방법은, 인텔이 직접 제공하는 ‘XTU(Extreme Tuning Utility)’를 이용하는 것이다. 이 프로그램은 각 메인보드 제조사가 제공하는 오버클록킹 관련 프로그램들의 레퍼런스 격이며, 프로세서와 플랫폼 차원에서의 오버클록킹 관련 기능들에 직접 접근해 설정을 제어한다. 덕분에, 메인보드 제조사에 상관없이 인텔의 K, X 시리즈 프로세서, Z, X 시리즈 칩셋 기반 메인보드에서 사용할 수 있다. 이 외에도, 9세대 코어 프로세서와 함께 선보인 바 있는 ‘인텔 퍼포먼스 맥시마이저’는 오버클록킹 설정 변경과 일련의 테스트, 설정 적용의 과정을 자동으로 수행하며, 이 툴 또한 10세대 코어 프로세서를 위해 업데이트되었다.

▲ 인텔 XTU의 ‘베이직 튜닝’에서는 가장 단순한 형태로 오버클록킹을 할 수 있다

인텔 XTU(Extreme Tuning Utility)는 프로세서와 플랫폼의 전압과 동작 속도 등 오버클록킹 설정을 PC 사용 중 실시간으로 적용할 수 있는, 오버클록킹을 위한 강력한 기능을 갖춘 편리한 도구다. 특히 프로세서와 플랫폼이 갖춘 기능에 직접 접근하기 때문에 메인보드 제조사에 상관없이 사용할 수 있으며, 메인보드 제조사들이 제공하는 오버클록킹 유틸리티들의 레퍼런스 툴로 사용되기도 한다. 또한 효과적인 오버클록킹을 위해 필요한 모니터링 툴, 간단한 벤치마크 툴과 스트레스 테스트 등의 기능도 갖추고 있어, 오버클록킹을 위한 설정 뒤 제대로 동작하는지 편리하게 확인할 수 있다.

XTU를 실행하면, 왼쪽의 메뉴와 중앙의 각종 설정 기능, 오른쪽에는 기존 설정과 새로운 설정의 비교를 볼 수 있다. 또한 화면 아래쪽은 프로세서와 플랫폼의 동작을 확인할 수 있는 모니터링 기능이 있다. 메뉴에는 가장 간단한 형태의 오버클록킹을 위한 ‘베이직 튜닝’, 다양한 설정을 직접 제어할 수 있는 ‘어드밴스드 튜닝’, 프로세서 동작 조건에 따른 세밀한 전압 제어를 위한 ‘VF 커브’ 등의 제어 기능과 함께, 적용한 오버클록킹 설정이 실제로 잘 작동하는지 확인할 수 있는 ‘스트레스 테스트’, ‘벤치마킹’ 기능이 있다. 한편, 이 오버클록킹 설정은 ‘프로파일’로 저장해 추후 상황에 따라 불러와 활용할 수도 있으며, ‘앱-프로파일 페어링’을 통해 특정 애플리케이션을 사용할 때 자동으로 미리 설정한 오버클록킹 프로파일을 활용할 수도 있다.

XTU의 ‘베이직 튜닝’은 가장 단순한 인터페이스로 오버클록킹을 할 수 있는 메뉴로, 조정 가능한 항목은 올 코어 터보와 캐시의 최대 동작 배수 뿐이다. 그리고 이 중 올 코어 터보 배수를 조정하고 적용을 누른 다음, 벤치마크를 통해 성능이 실제로 향상되었는지 확인하면 된다. 한편, 여기서의 프로세서 배수 설정은 터보 부스트 동작 속도 설정 중 가장 낮은 ‘올 코어 터보’를 기준으로 하며, 이 동작 배수를 올릴 때에는 활성화된 코어 수마다 설정된 터보 부스트 설정 중 가장 낮은 설정부터 순차적으로 올라간다. 즉, 코어 i9-10900K를 50배수로 설정하면 올 코어 터보 부스트는 5GHz로 올라가고, 4~5코어 활성시의 5GHz와 1~3코어 활성시의 최대 5.3GHz 동작 조건은 그대로 유지되는 게 특징이다.

▲ ‘어드밴스드 튜닝’에서는 배수, 전압, 전원부 설정 등을 모두 사용해, 정교한 오버클록킹이 가능하다

하지만 이 ‘베이직 튜닝’만을 사용해 오버클록킹을 끝내기는 쉽지 않다. 무엇보다, 높은 동작 속도를 달성하기 위한 전압 관련 설정이 없는 것이 가장 아쉬운 부분이다. ‘어드밴스드 튜닝’ 메뉴는 이러한 아쉬움을 해결하고, 오버클록킹에 익숙한 사용자들에 정교한 오버클록킹을 위한 다양한 도구를 제공한다. 이 메뉴를 통해 제공되는 각종 설정들은 메인보드의 바이오스 설정 등에서도 찾아볼 수 있지만, 인텔의 XTU를 활용하면 메인보드 제조사별로 다른 명칭을 가지고 여러 메뉴에 흩어져 있는 다양한 설정들을 몇 개의 화면에서 쉽고 직관적으로 접근, 제어할 수 있는 것이 장점이다.

‘어드밴스드 튜닝’ 메뉴에서는 프로세서 코어의 배수를 활성화된 코어 수에 따라서 설정할 수 있고, 또한 특정 코어에 특정 최대 동작 배수를 할당하는 것도 가능하다. 또한, 프로세서 뿐 아니라 메모리의 타이밍 설정도 재부팅 등의 과정이 필요없이 실시간으로 바로 적용하고, 결과를 확인할 수 있다. 전압 설정은 특정 고정 전압 혹은 기존 전압 설정의 오프셋, 특정 조건에서 추가 전압을 주는 어댑티브 등 상세한 설정이 가능하며, ‘VF 커브’ 메뉴를 사용하면 조건에 따른 오프셋 설정을 통해 세밀한 전압 설정을 만들어낼 수 있다. 그리고 가변 전압 형태로 동작하는 최근의 코어 프로세서는 모든 상황에서의 고정 전압보다는 기본 가변 전압 설정에서 오프셋 등을 사용해 조절하는 것이 더욱 적합한 모습이다.

프로세서의 오버클록킹 설정을 적용한 뒤에는 ‘벤치마킹’ 메뉴를 사용해 기대한 수준의 성능이 나오는지, 그리고 테스트 과정에서 프로세서와 플랫폼이 정상적으로 작동하는지를 프로그램 화면 하단의 모니터링 툴을 통해 확인하면 된다. 특히, 이 모니터링 툴은 프로세서가 동작 중 온도, 전력 제한이나 전류 제한에 따른 쓰로틀링이 적용되는지에 대한 정보도 명확하게 보여주며, 이를 참고해 설정을 조정하고, 쿨링을 보강해 더 높은 성능을 안정적으로 달성할 수 있게 돕는다. 물론, 이 쓰로틀링 설정 또한 제약을 풀어버릴 수도 있지만, 온도 관련의 쓰로틀링은 프로세서와 메인보드 보호를 위해 남겨두는 것을 추천한다.

한편, 8코어 이상의 10세대 코어 i7, i9 프로세서는 TDP 125W, 순간적인 최대 부스트시 공급 전력은 250W 정도가 상한선으로 설정되어 있고, 프로세서 코어에 공급되는 전류량 제한은 245A 정도에서 제한을 받는다. 이러한 설정을 제대로 풀어주지 않으면, 오버클록킹 시 온도 등에 여유가 있음에도 동작 속도가 제대로 올라가지 않고, 모니터링 툴에서 ‘Power Limit Throttling’이나 ‘Current/EDP Limit Throttling’ 이 표시될 것이다. 이런 경우에는, 메인보드의 XTU 어드밴스드 튜닝의 코어부 설정이나 메인보드의 CPU 전원부 설정에서, 패키지의 전력 제한을 설정 가능한 최대치인 4095W, 전류량 제한은 255.75A 로 설정하면 ‘무제한’으로 풀린다. 물론 이 경우 메인보드의 내구성과 파워 서플라이의 안정성, 프로세서 쿨링 등에 좀 더 유의할 필요가 있다.

▲ ‘인텔 퍼포먼스 맥시마이저’는 클릭 몇 번으로 ‘자동’ 오버클록킹이 가능하다

최근 IT는 물론 사회 전반에서 높은 관심을 받는 주제 중 하나로 ‘AI’와 ‘자동화’는 빠지지 않는 단어다. 그리고 이 AI와 자동화는 PC의 오버클록킹에서도, 반복 과정이 많은 오버클록킹 진행 과정과 평가를 자동화하는 식으로 적용되고 있으며, 최근에는 몇몇 메인보드들에서 이러한 자동화된 오버클록킹 기능들을 특별한 경쟁력 중 하나로 선보이고 있기도 하다. 이러한 기능의 활용은 단지 클릭 몇 번으로 향상된 성능을 쉽게 얻을 수 있다는 장점 뿐 아니라, 좀 더 본격적인 오버클록킹의 진행에서 ‘시작점’을 제시함으로써, 불필요한 시간 낭비를 줄일 수 있다는 장점도 있다.

인텔이 제공하는 ‘인텔 퍼포먼스 맥시마이저(Intel Performance Maximizer)’는 이러한 ‘자동화된 오버클록킹’ 기능을 제공하는 애플리케이션으로, 설치하고 클릭 몇 번이면 PC가 자동으로 프로세서의 오버클록킹 설정을 찾고, 적용한 뒤 결과를 보여준다. 현재 이 ‘퍼포먼스 맥시마이저’는 10세대 코어 프로세서용 패키지와 9세대 코어 프로세서용 패키지가 나뉘어져 있으며, 사용하는 프로세서에 적합한 패키지를 다운로드 받아 설치하면 된다. 설치 과정에서 특이한 점이라면, ‘퍼포먼스 맥시마이저’는 UEFI 기반 애플리케이션의 설치를 위한 별도의 파티션이 필요하고, 이를 위해 설치되는 드라이브의 파티션 설정을 조정하게 되는데, 이 과정은 자동으로 이루어지지만 만약의 상황이 발생할 수 있으니 중요한 데이터는 백업을 확인하는 것이 좋다.

설치가 끝나면, 애플리케이션을 실행하고, 안내에 따라 진행하면, PC가 재부팅되고 운영체제 이전의 UEFI 기반 애플리케이션이 실행되면서 프로세서 오버클록킹의 과정을 자동적으로 한 단계씩 진행하기 시작한다. 진행 과정은 모니터에 텍스트 형태로 나타나며, 테스트가 진행되는 동안 필요에 따라 몇 번의 재부팅이 자동적으로 이루어진다. 이후, 테스트를 통해 적절한 설정이 이루어지면, 테스트는 자동으로 종료되고 다시 윈도우 환경으로 부팅되어, 얼마나 오버클록킹 되었는지 결과를 보여준다. 사용자는 이 과정에서, 테스트가 끝나고 윈도우 환경으로 부팅되어 결과를 확인할 때까지 PC에 손을 댈 필요가 없이 오버클록킹의 ‘결과’만 받을 수 있다.

한편, 이 ‘퍼포먼스 맥시마이저’를 위해서는 파티셔닝을 위한 16GB의 공간이 필요하고, 바이오스 설정에서는 프로세서 코어 오버클록킹 허용 설정, 모든 코어의 활성화와 하이퍼쓰레딩 기술 지원 활성화, 터보 부스트 2.0 기술 활성화, UEFI 기반 부트 모드, 스피드스텝 기술(EIST), 워치독 타이머 드라이버(WDT) 기술 등의 활성화가 필요한데, 이러한 요구사항들은 대부분의 경우 큰 문제가 되지는 않는다. 그리고, 이 ‘퍼포먼스 맥시마이저’의 결과는 그대로 활용할 수도 있지만, 결과값은 대부분의 경우 보수적으로 잡히는 경향이 있으며, 이에 이 결과를 시작점으로 활용함으로써 더 높은 동작 속도를 끌어내는 데 들어가는 시간과 노력을 줄이는 것도 충분히 의미가 있을 것이다.

▲ 프로세서 오버클록킹 이후 Intel XTU Benchmark 테스트 결과, 높을수록 좋다

이러한 도구들을 사용한 오버클록킹은 좀 더 쉽고 편리하게 향상된 성능을 얻음으로써, PC의 가치를 좀 더 높일 수 있게 한다. 실제로 오버클록킹이 까다로운 것으로 알려진 10세대 코어 i9-10900K 프로세서와 ASUS의 Maximus XII Extreme 메인보드, 64GB 메모리, 공냉 방식의 써모랩 트리니티 쿨러를 사용한 테스트 시스템의 오버클록킹 과정에서, 이 ‘XTU’와 ‘퍼포먼스 맥시마이저’는 오버클록킹 과정에서 반복되는 과정을 줄이고, 문제가 생겼을 때도 어떤 부분이 문제인지 분명히 파악할 수 있게 해, 사용자의 시간과 노력을 아껴 준다는 점이 중요한 장점으로 다가온다.

코어 i9-10900K의 경우 기본 올 코어 터보 설정이 49배수이고, 오버클록킹의 출발점 또한 4.9GHz에서부터 출발한다. 그리고 ‘퍼포먼스 맥시마이저’를 통해 찾은 오버클록킹 값은 여기서 1배수 향상된 5.0GHz로, 이 때 전압은 1.32V 정도로 확인되었다. 그리고, 이 정도를 출발점으로 해, XTU를 통해 설정값을 바꾸어 가며 테스트를 진행하면 되는데, 테스트 시스템에서는 오프셋 +0.05V 정도로 올 코어 5.2GHz가 온도 한계 안에서 온전히 성능을 낼 수 있는 한계였다. 물론 1~2코어 활성화시의 부스트 동작 속도는 더 올라갈 수 있는 여유가 있다. 그리고, 이 때 얻은 성능 향상은 동작 속도 향상에 부합하는 약 7~8% 정도로 확인되었다.

한편, 무리한 오버클록킹은 PC의 성능만큼이나 중요한 안정성, 신뢰성에 영향을 줄 수 있는 만큼, 안정성이 중요한 작업용 PC 등에서는 오버클록킹을 하지 않는 것을 권장한다. 하지만 자신의 PC 환경과 문제 발생의 가능성을 충분히 이해하고 있다면, 오버클록킹은 필요에 따라 향상된 성능을 얻을 수 있는 방법으로 활용할 수도 있을 것이다. 그리고, 복잡하고 까다로우며 번거로운 오버클록킹 과정을 좀 더 편리하고 간편하게 만들어줄 수 있는 적절한 도구들의 활용은, 높은 성능에서 오는 PC의 근본적 가치를 더 높이는 것은 물론, 더 많은 사람들이 PC가 주는 다양한 형태의 즐거움을 누릴 수 있게 될 것으로도 기대된다.


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