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PC | 시스템과 게임 성능을 향상하는 방법, 오버클럭

권경욱 기자 1   1

PC를 구성하는 CPU와 그래픽카드, 메모리 등의 부품은 동작 속도와 구성, 지원에 따라 성능과 가격이 달라지고 필요에 의해 원하는 가격대의 제품을 구입하게 된다.


고성능 CPU나 그래픽카드, 메모리 등은 높은 성능을 보장하지만 항상 높은 가격대의 고성능 제품군을 구입하기는 어려운 일이며 보통은 정해진 주머니 사정에 의해 시스템에 적합한 업그레이드가 이루어진다.


이를 바탕으로 균형있는 시스템을 구성하고 주어진 PC 부품을 최대로 활용한다. 하지만 성능이 부족하다고 느끼거나 그 이상의 성능을 원하는 사용자도 있기 마련인데 이때는 CPU나 그래픽카드, 메모리 등의 오버클럭 (OverClock)에 도전하게 된다.



시스템 성능 향상을 위한 오버클럭 


오버클럭은 정해진 범위에서 작동하는 CPU나 그래픽카드, 메모리 등의 기본 작동 속도를 사용자가 그 이상으로 조정하는 과정을 말한다.


보통 반도체는 정해진 작동 속도가 있지만 제조 단계에서 원래 작동 속도보다 여유를 두고 제작하기 때문에 오버클럭이 가능해진다. 

 

제조 공정의 안정화로 수율이 개선되면 오버클럭의 가능성과 적용 범위는 더 증가할 수도 있으며 오버클럭은 제품에 따라 편차가 존재하지만 오버클럭을 통해 PC 부품의 잠재 성능을 끌어내 시스템의 성능을 향상하는 것이 가능하다.


오버클럭을 통해 효과를 볼 수 있는 것은 파일 압축 시간을 앞당기거나 인코딩 시간을 단축할 수 있으며 그래픽카드가 낼 수 있는 최대의 성능을 이끌어내 보다 안정적인 프레임을 확보하면서 게임을 플레이할 수도 있다. 게임에 따라 프레임 확보가 승패를 결정하기도 하는데 CPU 오버클럭은 프레임 확보에 효과를 볼 수도 있다.



오버클럭에 특화된 인텔 코어 i7 7700K 프로세서


이를 위해 인텔은 오버클럭에 특화된 버전으로 K 시리즈 프로세서를 출시하고 있으며 일반 버전과 비교해 오버클럭을 위한 배수락을 해제해 원하는 배수 조정을 통해 더 높은 오버클럭에 도달할 수 있는 가능성을 열어 놓고 있다.



배수를 이용해 쉽게 오버클럭이 가능해진 인텔 K 시리즈 프로세서




이처럼 인텔은 오버클럭을 위한 가능성을 열어 놓으면서도 하드웨어적인 안정화와 최적화를 통해 프로세서의 오버클럭 잠재력을 이끌어낼 수 있는 환경을 만들어준다.


인텔 7세대 코어 프로세서 카비레이크(Kaby Lake)는 인텔의 PAO (Process - Architecture - Optimazition) 전략을 도입한 프로세서로 이전 세대 대비 향상된 미세 공정과 아키텍처를 바탕으로 새로운 명령어와 기술을 지원하는 등 최적화가 이루어졌다. 

 

이를 통해 기본 동작 속도는 최대 4.2GHz로 높아지고 터보 부스트를 통해 4.5GHz로 동작하면서 이전 세대 프로세서가 제공하는 이상의 동작이 가능해졌고 오버클럭 활용면에서도 향상이 이루어졌다.  




카비레이크는 하스웰 (Haswell)에 탑재한 전원 공급을 위한 FIVR(Fully Integrated Voltage Regulator)이 제외되었고 이전보다 안정적인 메인보드의 전원부 설계가 더해져 오버클럭에 대한 제약도 개선되었다.


또한 프로세서 내의 전압 최적화와 컨트롤, 베이스 클럭 (BCLK) 변동에 따른 안정적인 전압을 적용하고 그에 적합한 속도를 구현하면서 오버클럭에 따른 안정성과 신뢰성을 확보할 수 있으며 프로세서에 탑재한 명령어 AVX는 오버클럭 환경에 따라 적절하게 조정되어 안정성을 확보하고 효율을 높일 수 있어 보다 안정적인 오버클럭 환경을 만들어줄 수 있다.


그 밖에도 이전 시리즈와 마찬가지로 오버클럭을 위한 버전을 별도로 출시하고 있다. 모델명 말미에 영문 K를 추가한 CPU가 그것으로 K 시리즈 CPU는 배수 제한이 해제되어 원하는 배수로 설정해 오버클럭이 가능하다. 스카이레이크부터는 베이스 클럭 (BCLK)을 이용한 오버클럭도 가능하지만 베이스 클럭은 PCIe나 다른 저장장치와의 연동이나 칩셋의 안정성면에서 불리해 배수를 이용한 오버클럭을 권장한다.



오버클럭 = 성능 향상, 소프트웨어와 게임 성능 향상 기대


앞서 오버클럭은 성능 향상을 위한 것이라고 말했는데 그렇다면 오버클럭을 이용한 성능 향상은 어느 정도일까? 


이를 위해 인텔 K 시리즈의 대표적인 코어 i7 7700K를 기가바이트 (GIGABYTE) GA-Z270X-UD3 제이씨현 메인보드, 공랭 쿨러인 써모랩 바람 샤인을 이용해 기본 4.2GHz와 4.5GHz, 4.8GHz 오버클럭을 진행하고 성능 향상 정도를 살펴봤다. 


인텔 7세대 코어 프로세서 카비레이크는 오버클럭을 위한 기본기를 갖추어 출시된 만큼 안정적인 메인보드와 일체형 수냉 등의 향상된 쿨링 솔루션이 조합되면 보다 향상된 오버클럭이 가능해지는데 코어 i7 7700K (L3 8MB)는 4.2GHz의 기본 클럭과 4.5GHz의 부스트 클럭을 제공해 기본 클럭으로도 높은 성능을 제공하지만 오버클럭이 더해지면 비디오 인코딩이나 게임에 더 높은 프레임을 확보할 수 있다. 또 물리 코어 4개와 하이퍼스레딩으로 8스레드를 지원하지만 다양한 환경과 게임에 따라 더 많은 물리 코어를 제공하는 하이엔드 데스크탑 라인업을 상회하는 성능을 제공하기도 한다.




오버클럭에 따른 향상은 소프트웨어와 게임을 통해 진행했다. CPU 연산 성능 확인을 위한 시네벤치 R15 (CineBench R15), 파일 압축은 반디집 (Bandizip)과 비디오 트랜스코딩을 위해 오픈소스 기반의 핸드브레이크 (HandBrake), 게임은 3DMark Fire Strike 벤치마크와 배틀필드 1 (DX11), 라이즈 오브 툼레이더 (DX 12), 더 디비전 (DX12), 오버워치 (DX11)을 이용했다. 게임 테스트 옵션은 CPU의 영향이 높은 저해상도 (1024 x 768)와 그래픽카드의 영향이 커지는 풀HD (Full HD, 1920 x 1080) 해상도를 기준으로 최고 옵션 (AA : On)으로 진행했으며 자체 벤치마크 제공 게임은 그 결과를, 그렇지 않은 게임은 FRAPS를 이용했다. 그래픽 드라이버는 지포스 382.53 WHQL 드라이버를 이용했다.




CPU 연산 성능을 살펴볼 수 있는 시네벤치 R15는 기본 클럭에서 오버클럭을 통해 프로세서의 클럭이 향상되면 연산 성능 개선으로 이어지고 오버클럭 정도가 높아질수록 성능이 향상되는 것으로 나타났다. 파일 압축 프로그램과 비디오 트랜스코딩 소프트웨어 역시 동작 클럭이 높아지면서 처리 시간이 단축되는 것을 알 수 있다.




CPU 연산과 파일 압축, 비디오 인코딩에서는 오버클럭이 진행되면서 클럭이 높아지면 성능이 향상되고 이는 전체 시스템 성능 향상으로 이어지는데 이는 결과적으로 사용자가 느끼는 체감 성능의 향상으로 이어질 수 있음을 의미한다.



 

게임 환경을 고려한 벤치마크 프로그램 3DMark Fire Strike에서는 동일한 지포스 GTX 1080 8GB (GeForce GTX 1080) 8GB 레퍼런스 그래픽카드를 이용해 진행했는데 오버클럭에 따라 프로세서 처리에 영향이 있는 피직스 스코어의 향상이 이루어지고 전체 스코어도 이를 통해 향상이 이루어졌다. 그래픽 스코어는 그래픽카드가 낼 수 있는 성능을 제공하는데 오버클럭을 진행해도 테스트한 그래픽카드가 제공하는 성능의 한계 내에서 성능을 제공했다.




일반적으로 저해상도는 그래픽카드보다는 CPU 성능의 영향을 받는데 저해상도 (1024x768)를 클럭 변화에 따라 살펴보면 톰 클랜시 더 디비전과 배틀필드 1, 오버워치는 클럭이 향상되면서 그래픽카드가 낼 수 있는 한계치를 기준으로 성능 향상 폭이 높지 않았으며 라이즈 오브 더 툼레이더는 다른 게임보다 클럭 향상에 따른 프레임이 높게 나타났다. 이를 통해 게임에 따라서는 오버클럭이 프레임 향상으로 이어지는 것을 알 수 있다.




이번에는 저해상도보다 그래픽카드의 요구량이 높아지는 풀HD (Full HD) 1920x1080 해상도에서는 저해상도와 대비해 그래픽카드가 낼 수 있는 성능의 한계에 다다르면서 클럭 향상에 따른 프레임 향상이 크지 않은 것으로 나타났다.


그래픽 처리 성능이 요구되는 풀HD (Full HD) 해상도 이상부터는 그래픽카드의 한계가 다가오므로 지포스 GTX 1080 Ti와 같은 더 높은 성능의 하이엔드 그래픽카들로 교체하면 더 높은 해상도에서도 높은 그래픽 품질과 프레임을 유지하면서 게임을 보다 원활하게 플레이 가능해질 것으로 예상된다.


화려한 그래픽과 적절한 성능을 위해서는 CPU와 그래픽카드 업그레이드도 고려해야 하는데 오버클럭은 CPU가 가진 한계를 어느 정도 극복해 사용하는 그래픽카드의 최대 성능을 낼 수 있게 해주며 상황에 따라서는 고성능 그래픽카드가 필요해진다.


이처럼 코어 i7 7700K는 높은 그래픽 품질과 안정적인 프레임 확보를 통해 보다 여유롭게 게임을 즐기고 싶어하는 게이머와 고사양 게이밍 PC를 구축하는데 적합하며 오버클럭이 더해지면 그 이상의 속도를 통해 그래픽카드가 가진 성능을 최대로 이끌어낼 수 있다.



PC의 잠재력을 끌어내는 오버클럭, 무리는 금물


지금까지 살펴본 오버클럭은 주어진 CPU나 그래픽카드, 메모리 등의 클럭을 기본 설정된 클럭 이상으로 동작하도록 사용자가 설정해 성능을 높이는 방법이다.


인텔은 이를 위해 오버클럭에 특화된 코어 i7 7700K와 같은 K 시리즈 프로세서를 출시하고 있으며 K 시리즈 프로세서는 배수 조절을 이용해 보다 쉽게 오버클럭에 접근할 수 있다. 오버클럭이 어렵다면 이들 K 시리즈 프로세서 기반의 오버클럭을 보증하는 시스템이나 완제PC를 이용할 수도 있다.




오버클럭은 PC의 성능을 향상하기 위해 선택하는 하나의 선택지다. 최근에는 제품에 따라 4GHz의 높은 클럭이 적용되어 오버클럭의 필요성이 줄어들고 있어 오버클럭으로 한계 성능을 이끌어내거나 재미나 취미, 만족을 위한 오버클럭이 주요하게 작용한다.


오버클럭은 단순하게 보면 CPU나 그래픽카드, 메모리 등의 클럭을 정해진 이상으로 동작해 성능을 향상하는 일로 볼 수도 있지만 안정적인 쿨링 시스템과 시행 착오 과정을 거치는 등 많은 노력이 들어간다. 오버클럭으로 인해 시스템의 문제가 발생했을 때 대처 가능한 시스템에 대한 지식도 필요하며 과도하고 무리한 오버클럭은 금물이다.


한편 오버클럭은 이를 진행하는 사용자에게 책임이 있다는 점을 유의하고 자신의 시스템에 맞는 적정 수준의 오버클럭을 진행하기 바란다.

 

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1 개의 댓글이 있습니다.
11 마린  
오버클럭은 진행하는 사용자 몫이지만 자기 만족이 크게 작용하니 적절한 수준에서 진행하면 좋은 것 같네요.
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