'PC 성능 최대 25% ↑' 인텔 하스웰 CPU 오버클럭 가이드

하스웰 오버클럭 시작하기
새로운 하스웰 CPU의 오버클럭 과정은 기존의 인텔 프로세서와 매우 유사하다. 하지만 하스웰의 경우 여기서 사용한 코어 i7-4770K처럼 이름에 'K'가 포함되어 있어야 한다. K가 없는 SKU는 인텔이 이번 프로세서 세대부터 내장한 하드웨어 잠금(이런 망할!) 때문에 오버클럭이 제한된다.

CPU는 배수를 높이거나 기본 클럭(BCKL) 주파수를 높여 오버 클럭할 수 있다. 예를 들어 코어 i7-4770K의 기본 3.5GHz 클럭 속도는 배수 35와 100MHz의 BCLK로 달성한다. 35 x 100MHz = 3500MHz 또는 3.5GHz가 되는 것이다.

코어 i7-4770K의 최대 클럭 3.9GHz는 배수 39와 100MHz의 BCLK로 달성한다. 배수 또는 BCLK를 높이면 궁극적으로 프로세서의 클럭 속도가 높아지게 된다. K-SKU는 잠금이 해제되어 있기 때문에 배수를 자유롭게 변경하고 BCLK를 100, 125, 167, 250MHz 등 다른 비율 또는 스트랩(Strap)으로 설정할 수 있다. 그리고 나서 필자가 사용한 기가바이트(Gigabyte) Z87-UD3H 등 오버클럭을 지원하는 마더보드를 사용하면 실제 BCLK를 조금씩 높일 수 있다.

안타깝게도 인텔의 하스웰 칩은 전작과 마찬가지로 제한적인 BCLK 조절만을 지원한다. 사용자는 BCLK를 약간만 변경하여 프로세서의 주파수를 미세하게 조절할 수 있을 뿐이다. BCLK를 4MHz 또는 5MHz 이상 조절하는 것은 매우 드문 일이다. 또한 다른 성능을 높이고 싶다면 메모리 또는 iGPU 주파수 등의 비코어 속도 등의 배수도 조절할 수 있지만 여기서는 CPU 성능에만 집중하자.

전압과 온도 조정하기
프로세서는 특정 전압을 필요로 하며 특정 온도범위 내에서 작동해야 주어진 주파수에서 안정성을 유지할 수 있다. 더 높은 주파수를 원한다면 더 높은 전압이 필요하다. 또한 프로세서 전압을 높이면 전력 소모량과 발열량이 높아져 추가적인 냉각장치가 필요하게 된다. 쉽게 말하면 전압을 바꾸고 온도를 관리해 더 높은 주파수에서 안정성을 유지하는 것이 바로 오버클럭이다.

이제 구체적인 수치에 관해 이야기해 보도록 하자. 앞서 언급한 녹추어 쿨러를 사용하는 기본 구성 상태에서 코어 i7-4770K는 평균 약 32도 정도의 온도를 기록했다.

주파수와 전압을 동적으로 조절하는 인텔의 스피드스텝(SpeedStep) 기술 때문에 칩의 최저 작동 속도는 0.7V에서 800MHz였다. 모든 코어가 고정되고 3.7GHz로 동작하는 터보 상태에서는 칩에 1.076V가 공급되었다. 그리고 코어 i7-4770K의 최대 터보 속도인 3.9GHz에서 하나의 코어에만 부하가 걸린 경우 전압은 최대 1.104V를 기록했다. '가장 뜨거운' 코어의 부하 온도는 약 68도였다.

이런 수치는 환경에 따라 바뀔 수 있다. 주변온도, 마더보드, 파워 서플라이, 기타 변수의 차이로 인해 데이터가 바뀔 수 있다. 필자는 리얼 템프(Real Temp)와 CPU-Z 등 몇 개의 무료 프로그램을 이용해 실시간으로 PC 온도와 전압을 관찰했다. 리얼 템프는 개별 코어의 온도를 알려주고 CPU-Z는 전압, 배수, 주파수 등의 다양한 데이터를 제공한다.



프로세서를 오버클럭하기 전에 이런 툴을 이용해 PC의 기본 전압과 온도를 파악하도록 한다. 기본 정보는 추가 냉각장치 필요 여부와 어느 정도의 추가 전압이 안전한 지를 파악하는데 도움이 될 것이다. 일반적으로 프로세서는 (적당한 범위 내에서) 온도가 낮다면 기본 전압보다 높은 전압에서 안전하게 작동한다. 또는 전압이 낮은 경우 정상보다 높은 온도에서 안전하게 작동한다. 하지만 전압과 온도가 비정상적으로 높다면 칩에 손상될 수 있다.

필자는 강력한 냉각 시스템을 사용하지 않기 때문에 부하시 칩이 얼마나 냉각되는지를 고려할 때, 프로세서의 최대 전압을 약 10% 정도 증가시키는 것이 안전하다고 판단했다. 시스템 운용 중 기본 속도에서 관찰된 가장 높은 전압은 1.104V였다. 10%를 높이면 1.214V가 된다.

칩의 전압 및 배수 조정
필자가 사용한 기가바이트 마더보드는 오버클럭 툴이 내장된 BIOS/UEFI를 사용하기 때문에 BIOS에 진입해 프로세서 전압을 1.21V로 높였다. 그리고 BIOS 내에서 각 코어의 최대 배수를 39에서 42로 높여 모든 코어의 최대 터보 주파수가 4.2GHz (42 x 100MHz BCLK = 4200MHz)가 되도록 했다.

필자는 변경사항을 저장한 후에 윈도우로 부팅하여 프로세서에 부하를 가하는 벤치마크와 유틸리티를 이용해 안정성을 시험했다. 씨네벤치(Cinebench)와 PC마크 7(PCMark 7)을 사용했다. 시스템에서 충돌 없이 씨네벤치 R11.5 멀티쓰레드 시험을 반복하고 PC 마크 7을 5번 이상 연속으로 완료한 경우 시스템이 안정적이라 볼 수 있다. 필자의 PC는 4.2GHz에서 아무런 문제가 발생하지 않았다. 모든 것이 완벽했으며 리얼 템프로 관찰된 가장 뜨거운 CPU 온도도 절대로 73도를 넘지 않았다.

4.2GHz까지 달성한 상태에서 필자는 시스템이 더 이상 안정되지 않은 상태가 될 때까지 프로세서의 배수를 높였다. 4.8GHz(최대 배수 48)에서 코어의 온도는 82도를 넘지 않았지만 복수의 씨네벤치 테스트를 안정되게 완료할 수 없었다. 더욱 강력한 냉각 시스템을 사용했다면 더 높은 전압을 적용할 수 있었겠지만, 필자는 배수를 살짝 낮추었다. 4.7GHz(배수 47)에서 시스템은 완벽하게 안정된 모습을 보였고 속도도 훨씬 빨랐다.

최대 성능의 증거
오버클럭을 마친 뒤 필자는 몇 가지 벤치마크를 통해 하스웰 기반의 시스템 오버클럭으로 어느 정도의 성능을 높였는지 확인해 보았다. 시스템을 기본 상태로 구동할 때는 멀티쓰레드 씨네벤치 R11.5 점수가 8.09였다. 멀티쓰레드 POV-Ray 벤치마크에서 시스템은 1544.13pps(Pixel per Second)를 처리했다. 그리고 저해상도(1024 x 768) 저화질 크라이시스(Crysis) 벤치마크의 결과는 237.16fps(Frame per Second)였다.



하지만 시스템의 코어 i7-4770K를 오버클럭하자 성능이 크게 증가했다. 오버클럭한 상태의 PC 멀티쓰레드 씨네벤치 R11.5 점수는 27%나 증가한 10.26을 기록했다. POV-Ray의 성능은 1959.65pps(+26.9%)로 증가했다. 그리고 크라이시스에서 프레임률은 270.12fps(+13.9%)로 증가했다. 상당히 주목할 만한 수치이며 시스템의 냉각 성능이 충분하다면 공짜로 얻을 수 있는 추가적인 성능이다. editor@idg.co.kr