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오버클럭에 강한 카비레이크, 그 잠재력의 비결은?

  • 신근호 기자
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    입력 : 2017-04-25 09:33:24

    PC에서 오버클럭(Overclock)은 말 그대로 기기의 작동 속도를 높인다는 것으로 해석된다. 일반적으로 반도체는 정해진 작동속도가 있다. 그러나 약간의 기믹을 활용하면 정해진 속도 이상을 구현할 수 있다. 이는 제조 단계에서 약간의 여유를 남겨놓기 때문이다. 제품에 따라 편차는 존재하겠으나 오버클럭이 가능하다면 성능을 더 끌어내는 것이 가능하다.

    하지만 오버클럭에도 성공을 위한 조건이 갖춰져야 한다. 기본적으로 프로세서 자체가 이를 지원해야 된다. 인텔은 K라는 이름으로 제공된다. 속도를 결정하는 배수 제한이 풀려 있어 자유롭게 이를 조절한 오버클럭이 가능하다. 이어 미세공정에 따른 전압 설정과 발열 해소 구조다. 물론 높은 잠재력을 품은 프로세서를 선택하는 운도 어느 정도 따라야 한다. 

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    인텔 7세대 코어 프로세서, 카비레이크(Kaby Lake)는 이 부분에서 유리한 면이 있다. 인텔의 PAO 전략에 의해 출시된 이 프로세서는 6세대 코어 프로세서인 스카이레이크의 후속으로 앞서 선보였던 두 세대 프로세서와 비교해 미세공정과 아키텍처에 따른 기술 적용 등 많은 부분에 걸쳐 최적화가 이뤄졌기 때문이다.

    오버클럭의 새 지평 연 카비레이크

    카비레이크, 인텔 7세대 코어 프로세서는 최적화된 반도체 기술을 총동원해 성능을 끌어올렸다. 동시에 품고 있던 잠재력도 함께 상승하게 됐다. 덕분에 오버클럭 시장에 새로운 바람을 불어 넣는데 성공하기도 했다. 상승한 기본 속도는 이전 세대에서 흔히 구현하던 오버클럭 속도와 비슷했고, 여기에 기본 잠재력을 품었으니 흔히 높이는 작동속도 자체가 상승하는 결과로 이어졌다.

    6세대 코어 i7 6700K 프로세서는 기본 작동속도 4GHz, 터보 부스트가 작동하면 최대 4.2GHz까지 쓸 수 있었다. 여기에 오버클럭 여유를 더해 많은 사용자들은 4.5~4.7GHz 가량으로 속도를 높여 썼다.

    그러나 7세대 코어 i7 7700K 프로세서는 이야기가 달라졌다. 최적화 설계가 이뤄지면서 기본 작동속도가 4.2GHz로 상승했다. 터보 부스트는 4.5GHz까지 쓸 수 있도록 변경됐다. 이전 세대의 오버클럭 범위 내에 포함되는 수치로 작동하게 됐다. 그렇다면 오버클럭을 활용하면 실제 쓸 수 있는 작동속도는 더 상승할 가능성이 남게 된다. 정말 그럴까?

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    ▲ 인텔 7세대 코어 i7-7700K 프로세서

    구성에 따라 높은 속도에 도달 가능한 i7 7700K

    오버클럭을 시도해 봤다. 메인보드는 슈퍼오 C7Z270-CG, 메모리는 아벡시아 PC4-19200 16GB(8GB x 2), 전원공급장치는 시소닉 SS-1200XP 등으로 구성되어 있다. 저장장치는 인텔 730 시리즈 SSD 240GB를 선택했다. 냉각장치로는 잘만 레저레이터3 맥스를 사용했다. 

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    ▲ 오버클럭 예시. 메인보드 내 고급 설정에서 여러 설정을 적용하며 테스트를 진행했다.

    일단 4.7GHz부터 천천히 전압과 배수를 조정하며 속도를 높이기 시작했다. 최종적으로 5GHz에 도달할 수 있었으며, 이 때의 전압은 1.345V, 배수는 50이다.

    오버클럭이 잘 진행됐는지 여부를 살펴보기 위해 오버클러커들이 주로 쓰는 애플리케이션 링스를 구동했다. 버전은 0.6.4로 최근 0.7.0을 쓰지만 큰 차이가 없다 판단해 보유하고 있는 버전을 활용한 점 참고 바란다. 구동은 20회로 설정했다.

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    ▲ 전압은 높지만 5GHz에서도 오버클럭이 가능했다.

    테스트 내내 큰 문제는 일으키지 않았다. 전압을 더 낮추고자 노력했지만 문제를 일으켰기 때문에 부득이 최종 안정 전압은 1.345V가 되었다. 온더는 최대 96도까지 치솟는다는 점이 못내 거슬리지만 냉각장치를 효과적으로 선택한다면 더 낮출 수 있지 않을까 예상해 본다. 테스트에 채택한 냉각장치(레저레이터3 맥스)는 한계가 있어 보인다.

    조금 안정적인 속도로 오버클럭을 구현하고 싶다면 일반적인 속도인 4.7GHz 정도로 설정하는 것이 무난해 보인다. 다만 그 이상을 목표로 삼는다면 세밀한 전압 설정이 가능한 메인보드를 시작으로 고성능 냉각장치 등을 추천한다.

    카비레이크, 오버클럭에도 강하다

    카비레이크가 오버클럭에 강한 이유는 최적화된 아키텍처에도 이유가 있지만, 잠재력 향상을 위해 기존 설계의 변경이 이뤄졌다는 점에도 주목할 필요가 있다. 인텔은 7세대 코어 프로세서에서 BCLK Aware Voltage/Frequency 커브와 AVX Offset Ratio를 더했다. 두 기능으로 인해 더 높은 작동속도의 오버클럭에 도전할 수 있게 됐다.

    BCLK Aware Voltage/Frequency 커브는 프로세서 내부에서 작동되는 속도(BCLK) 변경에 따라 전압과 작동속도가 실시간으로 대응하는 기능이다. 카비레이크는 BCLK 변동에 따라 전압을 최적화하고, 변화한 오버클럭 환경에 따라 안정성과 신뢰성을 높였다. 인텔은 이 외에도 오버클러킹 전압 제어 부문을 단순화해 불필요한 과정을 없앴다.

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    ▲ 카비레이크에는 오버클럭 안정성을 위한 설계가 이뤄졌다.

    이를 토대로 7세대 코어 i7 7700K 프로세서는 냉각장치와 메인보드 성능, 주변 기기와의 궁합만 잘 맞으면 높은 속도로의 작동을 기대할 수 있을 정도의 잠재력을 제공한다.

    여기에 추가된 AVX Offset Ratio는 오버클럭 안정성을 더한다. 기본적으로 AVX는 고급 벡터 확장(Advanced Vector eXtensions)라는 명령어다. 비디오 인코딩/디코딩, 게임과 물리 연산 등에 쓰인다. 오버클럭이 이뤄지면 이 부분에 대한 명령어 처리도 빨라지는데, 과거에는 그 과정에서 전류를 과다 사용하게 되고 전반적인 성능 하락으로 이어지곤 했다.

    이번에는 이 명령어에 대한 부하가 감지되면 프로세서는 즉시 적절한 수치로 작동속도를 낮추면서 전압을 조정한다. 상위 라인업인 6세대 코어 i7 익스트림 프로세서(브로드웰-E)에 적용됐던 기술이 카비레이크에도 적용된 것이다. 

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    구조는 단순하다. AVX 가속이 없는 상황에서는 오버클럭된 속도 자체를 활용해 데이터 처리를 빨리 끝내고, AVX 명령어를 활용하는 환경이라면 적정 속도로 낮춰 프로세서의 부하를 억제하고 오버클럭 안정성을 확보하도록 조절한다.

    이런 기술을 포함한 인텔 7세대 코어 프로세서는 탄탄한 기본기와 함께 더 높은 성능을 위한 잠재력까지 담아냈다. 기본을 중시한 사용자는 기존 대비 더 빠른 성능으로 쾌적함을, 잠재력을 이끌어내는 사용자에게는 도전 욕구를 자극하는 도구가 될 것이다.

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