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라이젠에 대한 오해와 진실, AMD 라이젠 프로세서는 오버클럭이 필수?

라이젠 프로세서, 오버클럭은 필수일까?

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AMD는 불도저 프로세서 이후 Ryzen 프로세서를 선보이면서 현재 CPU 시장에서 승승장구하고 있다.

특히, 암울했던 불도저 프로세서 시리즈와 달리 경쟁사 제품과 경쟁력을 갖춘 CPU 성능과 더욱 저렴한 가격으로 많은 코어와 스레드를 제공하면서 폭발적인 관심을 얻게 됐다.

그 중 대중적인 가격으로 6코어 12스레드를 맛볼 수 있었던 1세대 라이젠 5 프로세서 시리즈와 메인스트림 데스크톱 PC 플랫폼 최초로 8코어 16스레드를 제공한 라이젠 7 시리즈는 많은 사용자의 선택을 받았다.

하지만 1세대 서밋 릿지 시리즈는 경쟁사 대비 낮은 CPU 클럭과 부족한 캐시 및 메모리 레이턴시 성능으로 인해 게이밍 성능이 다소 약점을 보이고 있었는데, 이를 만회하기 위해서 오버클럭이 필수라는 인식이 생기게 됐다.

이는 개선된 공정으로 더욱 빠른 CPU 동작 클럭과 캐시 및 메모리 레이턴시 성능을 제공하는 라이젠 2세대 모델 피나클 릿지 시리즈에서도 마찬가지로 아직까지 라이젠 CPU는 오버클럭과 메모리 오버클럭이 필수라고 생각하는 사용자가 많다.

또한, AMD CPU는 예전부터 가성비는 좋지만 뜨겁고 시끄럽다는 선입견이 생기면서 이후 새롭게 출시한 라이젠 프로세서도 발열이 높다고 편견을 가진 사용자도 많다.

이처럼 AMD 프로세서에는 꼭 오버클럭이 필요하거나 발열이 높다는 등 선입견과 의문이 뒤따르고 있다. 이번 기사에서는 이런 AMD 라이젠 프로세서가 갖고 있는 오해를 풀어보는 시간을 가져보았다.

라이젠 프로세서, 오버클럭은 필수?

라이젠 프로세서는 게이밍 성능을 발휘하려면 오버클럭이 필수라는 선입견이 있다.

이는 1세대 라이젠 서밋 릿지 프로세서에서 약점으로 지적되던 부스트 클럭 문제와 CCX 구조에서 발생하는 레이턴시로 인한 병목 현상 때문에 이를 최대한 만회하기 위해 오버클럭이 유행했기 때문이다.

하지만 12nm FInFET 공정을 통해 개선된 CPU 클럭과 기술을 제공하는 2세대 라이젠 피나클 릿지 시리즈가 출시되면서 이는 더이상 불필요하게 됐다.

2세대 라이젠 7 2700X 프로세서의 경우 기본 베이스 클럭이 3.7GHz에서 부스트 클럭을 통해 최대 4.3GHz까지 작동할 수 있도록 설계됐으며, 2세대 라이젠 시리즈에는 더욱 향상된 CPU 부스트 클럭 기술인 프리시전 부스트 2가 탑재돼 더욱 안정적인 부스트 클럭을 제공할 수 있도록 변경됐다.

1세대 프리시전 부스트 클럭은 프로그램이 3개 이상 스레드를 사용하는 작업이 있을 때 올 코어 부스트 클럭이 베이스 클럭에 가깝게 낮아지기 때문에 CPU의 잠재력을 제대로 활용하지 못했는데, 프리시전 부스트 2는 이런 약점을 개선해 응용 프로그램이 3스레이드 이상을 활용할 때도 올 코어 부스트 클럭이 베이스 클럭으로 낮아지지 않고 최적화된 클럭을 유지할 수 있도록 개선된 것이다.

또한, 프리시전 부스트 오버 드라이브와 XFR 2.0 기술은 쿨링 솔루션과 메인보드 전력 관리 설계 등 PC 시스템 환경에 따라서 CPU 한계 이상의 성능을 제공할 수도 있다.

만약 뛰어난 쿨링 시스템을 갖춘 시스템에서는 부스트 클럭이 높더라도 전원부와 CPU 온도가 안정적이면 더욱 높은 CPU 클럭을 제공할 수 있다는 이야기다.

그리고 2세대 라이젠 프로세서는 기본적으로 오버클럭 마진 한계까지 부스트 클럭이 설정되어 있어서 오버클럭을 하더라도 큰 차이를 보여주기는 어렵다.

때문에 최대한의 CPU 오버클럭을 진행하는 하드코어 사용자가 아니라면 오버클럭을 통한 클럭 향상은 개인적인 만족감을 주는 것 이외에는 큰 의미가 없다고 생각한다.

순정 상태의 라이젠 프로세서 성능은 어떨까?

2세대 피나클 릿지 라이젠 프로세서는 개선된 공정과 부스트 클럭 기술을 통해 게임이나 웹서핑 등 실제 작업 환경에서도 충분한 성능을 보여준다.

테스트 PC 시스템에 구성 중인 라이젠 7 2700X 프로세서의 경우 기본 번들 쿨러와 일반적인 보급형 메인보드를 사용했을 때 수율에 따라 다르겠지만 초보자라도 안전하게 따라 할 수 있는 국민 오버 클럭 수준은 4.0GHz 정도이며, 순정 CPU 사용 시 프리시전 부스트 오버 드라이브와 XFR 2.0 기술을 통해 테스를 진행한 PC 시스템에서는 3.95GHz 클럭을 달성할 수 있었다.

또한, 오버클럭의 경우 사용자마다 의견이 다를 수는 있지만 라이젠 7 2700X 프로세서의 경우 올 코어 클럭을 4.1~4.2GHz 수준으로 오버클럭 하려면 못해도 3열 수랭 시스템과 고급형 메인보드 세팅은 기본이고 이 또한 수율 좋은 CPU 프로세서에 한해서 가능하다. 쓰로틀링 없이 안정적으로 사용하고자 한다면 말이다. 초보자라도 안정적으로 오버클럭을 할 수 있는 평균적인 국민 오버클럭 세팅은 4.0GHz 정도이다.

이처럼 일반적인 PC 사용자라면 기본 제공하는 부스트 클럭과 오버 클럭 값이 별 차이가 없기 때문에 실제 사용하고 있는 PC 환경에서 실제 성능과 체감 성능의 차이를 느끼기 어려울 수 있는데, 필자는 게이밍 성능을 측정해 이를 확인했다.

참고로 테스트에 사용한 PC 시스템은 라이젠 7 2700X 프로세서와 ASUS PRIME X370 PRO 메인보드, DDR4 8G PC4-2133 x2 메모리와 지포스 RTX 2070 그래픽카드 구성에 CPU 쿨러는 기본 레이스 번들 쿨러를 사용했다.

나타난 결과는 역시나 기존 예상과 다르지 않게 프리시전 부스트 오버 드라이브를 통해 최고 3.95GHz 클럭을 달성한 순정 CPU 프로세서와 40배수로 고정한 오버클럭 CPU 결과와 별다른 게임 성능 차이를 보여주지 못했다.

이는 프리시전 부스트 2 기술이 수동으로 올 코어를 4.0GHz로 오버클럭한 것처럼 실제 게임 환경에서 안정적으로 부스트 클럭을 유지했는지 알 수 있는 부분이다.

멀티 코어에 따라서 성능 차이가 많이 나는 배틀 그라운드의 경우에도 안정적으로 높은 부스트 클럭을 유지할 수 있었다는 것을 알 수 있으며, 일부러 오버 클럭을 하지 않더라도 충분한 게이밍 성능을 제공한다.

발열과 소음은 과거의 유산일 뿐...

과거 AMD에서 출시한 CPU 프로세서는 가격 대비 성능은 좋았지만 뜨겁고 발열이 높다는 이미지가 강했다. 특히 기본으로 제공하는 쿨러의 소음은 상당해서 이런 이미지가 더욱 굳어지기 시작했다.

이후에 출시한 AMD CPU는 라이젠 시리즈에 와서는 오히려 뛰어난 발열 제어 능력을 보여주고 있지만 아직까지 AMD PC 시스템은 '뜨겁고 시끄럽다'는 편견을 가진 사용자들이 제법 많다.

라이젠 7 시리즈의 경우 보다 많은 코어 수와 스레드, 높은 부스트 클럭을 탑재했기 때문에 특히 발열이 높고 뜨겁다는 잘못된 인식이다.

하지만 라이젠 7 2700X CPU 프로세서의 경우 12nm 미세 공정을 도입해 전력 소모와 발열이 크게 개선된 모델이며, 라이젠 CPU 프로세서에 제공하는 기본 번들 쿨러는 소음으로 악명 높았던 기존 번들 쿨러보다 훨씬 뛰어난 쿨링 성능과 소음으로 개선된 성능을 제공한다.

이를 통해 최신 라이젠 CPU는 오버 클럭을 하는 것이 아니라면 사제 쿨러 없이도 소음, 발열 등 쾌적한 작업 환경을 제공할 수 있다.

위 자료는 일반 PC 작업으로 많이 하는 게이밍과 렌더링 작업을 하면서 발열을 측정한 결과이다. 아이들 온도는 PC 부팅 후 5분이 지난 후에 측정한 온도이고 배틀 그라운드와 블렌더를 20분 여간 측정했다.

먼저, 배틀 그라운드를 테스트하면서 CPU 프로세서의 온도는 70도 전후를 유지한 것을 확인할 수 있었는데, 기본 PBO 부스트 클럭이 안정적으로 3.95GHz 이상 유지할 수 있었으며, CPU 사용률은 40~60%를 보여줬다.

블렌더 프로그램을 통한 렌더링 작업 시에는 프로그램 특성상 모든 코어를 100% 활용하면서 부스트 클럭이 3.8~3.85GHz 수준으로 유지 된 것을 확인할 수 있었고 게이밍 환경보다 높은 발열을 확인할 수 있었는데, 쓰로틀링이나 수명에 영향을 끼칠 정도로 높은 온도는 아니었다. 모든 CPU 자원을 활용하는 렌더링 작업 특성 상 8코어 16스레드를 제공하는 라이젠 7 2700X 프로세서의 발열이 높다고 할 수는 없다.

일반 PC 작업에서 CPU 사용률이 100%를 유지하는 작업은 인코딩, 렌더링 같은 극히 일부 작업일 뿐이어서 실제 PC 사용 환경에서는 더욱 쾌적한 환경을 제공할 것으로 보인다.

라이젠 유저에게 반가운 1903 업데이트

마이크로소프트는 지난 5월 윈도우 1903 정기 업데이트를 업데이트를 배포했다. 원래 3월에 예정된 업데이트였지만 출시가 많이 늦어서 2달 후인 5월에 출시됐다.

얼핏 보면 기존의 윈도우 업데이트와 별다를 게 없어 보였지만 AMD 사용자라면 매우 환영할만한 패치 내용이 포함됐다. 바로 AMD 라이젠 CPU 프로세서 구조에 최적화된 스케줄러 패치가 포함된 것이다.

대표적으로 8코어 16스레드를 지닌 라이젠 2700X 프로세서를 예로 들자면 라이젠 2700X 프로세서는 하나의 CPU 다이에 2개의 CCX(CPU Complex)가 존재하고 각 CCX 마다 4개의 코어가 탑재되어 8코어를 구성하는 구조였다. CCX는 인피니티 패브릭(Infinity Fabric)이라 불리는 인터커넥트 기술로 연결되어 있다.

그렇기 때문에 기존 인텔 CPU 프로세서에 최적화됐던 윈도우 운영체제 스케줄러는 CCX 구조를 무시하고 운영체제 차원에서 최대한 많은 코어에 부하를 나누는 방식이여서 두 개 이상의 CCX를 사용하는 작업의 경우 인피니티 패브릭의 상대적으로 낮은 대역폭에 의해 레이턴시 증가로 병목현상을 야기해 일부 작업에서 성능 발휘에 불리한 요소로 작용했다.

이번 1903 업데이트에 포함된 스케줄러 패치는 모든 CCX를 사용하지 않는 CPU 부하가 일어나면 최대한 단일 CCX 내의 코어에서 작업을 처리해 레이턴시를 최소화하고 병목 현상을 줄여줘서 제약된 성능을 최대한 발휘할 수 있도록 도와주는 최적화 작업이라 보는 것이 타당하다.

결국 업데이트를 적용하면 레이턴시 감소로 인한 성능 향상과 스레드를 많이 요구하지 않는 환경에서 개선된 성능을 기대할 수 있게 된 것이다.

▲ 1809 vs 1903 벤치마크 테스트(출저: Hardware Unboxed 유튜브 채널)

실제로 1903 스케줄러 최적화 업데이트 이후 게임에 따라서 개선된 성능을 제공하는 것으로 확인됐다.

그래픽카드 성능을 알아보기 위해 많이 사용하는 3D Mark 벤치마크의 종합 점수와 피직스 점수 등이 향상된 것을 확인할 수 있다. 실제 게임 테스트에서는 기존 1809 버전 결과와 별다른 차이를 보여주지를 않았지만 월드워 Z, 레이지 2 같이 최소프레임과 평균 프레임이 개선된 것을 확인할 수 있었던 게임도 있다.

이는 업데이트 이전에도 라이젠 프로세서에 최적화가 잘 되어있던 게임이었기에 큰 차이가 없는 것으로 추측되며, 개선된 성능을 제공한 일부 게임에서는 1903 업데이트를 통해 제 성능을 발휘한 것으로 생각된다.

이처럼 라이젠 프로세서는 1903 업데이트를 통해 개선된 성능을 제공할 수 있게 됐고 많은 사용자들이 기대하는 게이밍 성능에서 드라마틱한 성능 향상을 얻을 수는 없겠지만 CCX 구조에서 발생할 수 있는 병목 현상을 최대한 줄여 그동안 최적화가 부족했던 게임에서는 더욱 안정적이고 개선된 성능을 보여줄 수 있을 것으로 보인다.

라이젠 프로세서, 순정으로 사용해도 충분하다

라이젠 프로세서는 과거 불도저 프로세서로 악명(?)을 쌓았던 AMD를 한번에 180도 바꿔놓은 일등 공신이라 할 수 있다.

1세대 라이젠 서밋 릿지는 드디어 경쟁사 제품과 비교할 만큼 획기적인 성능 향상을 보여주면서 더욱 저렴한 가격에 많은 코어와 스레드를 제공해 CPU 시장의 게임 체인저 역활을 보여주게 됐다.

이후 출시한 2세대 라이젠 피나클 릿지는 기존에 약점으로 지적된 부스트 클럭과 메모리 레이턴시 성능을 개선하면서 게이밍 성능을 비롯해 다양한 퍼포먼스에서 생각 이상으로 성능 향상을 이루게 됐다.

덕분에 현재 라이젠 프로세서는 CPU 시장에서 승승장구하고 있으며, PC 업계에서 잃어버렸던 점유율과 영향력을 빠르게 회복하고 있는 상황이다.

하지만 이런 라이젠 프로세서의 약진에도 아직까지 AMD CPU 프로세서에는 과거의 부정적인 이미지가 없어지지 않았다.

특히, 1세대 라이젠 프로세서에서 약점으로 지적되던 낮은 부스트 클럭과 메모리 레이턴시 지연으로 인한 병목 현상 등 제대로 된 성능으로 사용하려면 오버클럭이 필수라는 인식은 2세대 라이젠 프로세서가 출시된 지금도 여전하다.

이번 기사를 통해 살펴본 라이젠 7 2700X 프로세서는 그동안 라이젠 프로세서의 오해와 편견을 없애줄 수 있을 것으로 본다. 발전된 부스트 클럭 기술을 통해 게임이나 다양한 PC 작업 환경에서 안정적으로 높은 부스트 클럭을 유지해 성능을 발휘할 수 있게 됐고 레이턴 문제도 개선했기 때문에 2세대 피나클 릿지 프로세서는 오버클럭을 무리하게 하지 않더라도 충분한 성능을 제공할 수 있다.

발열 문제도 뛰어난 성능의 기본 번들 쿨러를 제공해 오버클럭을 하지 않는다면 기본 쿨러로도 충분히 준수한 온도와 안정성을 확보할 수 있는 것으로 확인됐다.

과거 AMD 프로세서는 부품 호환성이나 안정성이 부족하다던 지적도 이제는 옛 말이다. 업데이트를 통해 최적화 작업이 지속적으로 이루어졌기 때문에 현재는 안정성 관련 이슈를 찾아보기 힘들게 됐다.

또한, 윈도우 10 운영체제 5월 업데이트에서 라이젠 프로세서 스케줄러의 최적화 패치를 제공해 CCX 구조에 의한 성능 하락을 줄일 수 있게 됐기 때문에 고생스럽게 오버클럭을 하지 않더라도 충분한 성능을 제공하지 않을까 싶다.

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