11세대 인텔 코어 프로세서(코드명 로켓 레이크)가 출시된 지도 어느새 10일 정도가 지났네요.

 

예전부터 11세대 오버클러킹 가이드를 올리려고 생각하고 있었는데 이리저리 바빠서 글의 작성이 늦어졌습니다. 이번에 Z590 메인보드의 리뷰를 진행하면서 겹치는 부분도 있고 해서, 이 글에서는 생각해두었던 11세대의 오버클러킹에 대해 정리하면서 조금 더 심도 있게 다뤄볼까 합니다.

 

* H570 및 B560의 경우 CPU 오버클러킹은 지원하지 않으니 메모리 오버클러킹 부분만 참고하시기 바랍니다.

 

로켓 레이크는 10nm 설계의 서니 코브 아키텍처를 14nm로 수정 설계(백포트)한 사이프러스 코브 아키텍처 기반으로 동클럭, 동메모리 구성에서 스카이레이크 대비 평균 18% IPC가 향상되었지만, 캐시 지연의 문제인지 다른 어떤 문제 때문인지 3D마크에서 그래픽스 스코어가 이전 세대 대비 5% 가량 하락하는 등 게이밍 성능에서는 기대치 이하의 모습을 보이고 있습니다.

 

11세대 인텔 코어 프로세서는 IPC가 꽤나 상승했기에 경쟁사와 같은 코어 구성, 비슷한 가격대라면 충분히 위협이 될 수 있었겠지만, 코어 구성이 밀려 멀티 스레드 위주의 애플리케이션에서 불리하니 높은 IPC와 동작 클럭으로 게이밍 성능에서 이를 만회해야 하는데 그렇지 못했으며, 구공정에서 너무 높은 클럭을 목표로 하여 전력 효율까지 떨어졌다는 것이 문제입니다.

 

11세대 코어 프로세서에 대한 평가는 이만 뒤로 밀어두고 오버클러킹 부분만 살펴보면, 오버클러킹에 있어 인텔이 강조한 새로운 개선점은 크게 5가지로 그 내역은 다음과 같습니다.

 

* 보급형인 H570, B560 칩셋에서의 메모리 오버클러킹 지원

* 통합 메모리 컨트롤러(IMC)의 기어2 및 넓어진 타이밍 지원

* 소프트웨어(인텔 XTU)를 통한 실시간 메모리 클럭 변경 지원

* AVX2 및 AVX-512 오프셋 및 전압 가드 밴드 오버라이드 지원

* AVX 활성화/비활성화 옵션 제공

 

그럼 참고 자료 및 실전을 통해 11세대 인텔 코어 프로세서의 변경, 개선된 오버클러킹에 대해 살펴보도록 하겠습니다. 테스트에 사용된 시스템의 주요 구성은 다음과 같습니다.

 

* CPU: 인텔 코어 i9-11900K 프로세서

* 메인보드: MSI MEG Z590 ACE (UEFI BIOS 버전: 1.13 베타)

* 메모리: G.SKILL DDR4-3200 CL14 8GB x 2

* 쿨러: MSI MPG CORELIQUID K360

 

먼저 CPU 오버클러킹을 살펴보겠습니다.

 

사실 CPU 오버클러킹 부분은 1) AVX2 및 AVX-512 오프셋 및 전압 가드 밴드 오버라이드 지원, 2) AVX 활성화/비활성화 옵션 제공을 제외하면 크게 달라진 부분은 없습니다. 또한 기본 터보 부스트 클럭이 굉장히 높고, 소비 전력 및 발열 문제도 뒤따르기에 개인적으로 코어 i9-11900K를 사용할 경우 CPU 오버클러킹은 그다지 추천하고 싶지 않습니다.

 

하지만 하위 모델인 코어 i7-11700K의 자기 만족을 위해서라거나 코어 i5-11600K와 같은 상대적으로 클럭이 낮고 효율이 높은 6코어 구성의 K 시리즈 프로세서를 사용한다면 약간의 클럭 향상은 노려보는 것도 괜찮을 것 같습니다.

 

코어 클럭을 조절하는 방법은 모든 코어를 동일한 배수로 설정하는 올 코어(All Core), 코어별 터보 부스트 배수를 임의로 변경하는 터보 레이쇼(Turbo Ratio), 기존 터보 부스트 배수에 일정 수치를 동일하게 더하거나 빼는 터보 레이쇼 오프셋(Turbo Ratio Offset) 그리고 코어별로 각각 배수를 설정하는 퍼 코어(Per Core)의 4가지 옵션이 제공됩니다.

 

인텔 ABT(Adaptive Boost Technology, 적응형 부스트 기술)는 최상위 모델인 코어 i9-11900K또는 코어 i9-11900KF 프로세서를 장착 시 사용할 수 있는 전용 옵션입니다. 

 

인텔의 슬라이드에서 볼 수 있듯이 인텔 터보 부스트 2.0, 인텔 터보 부스트 맥스 3.0 기술은 100도 이하에서 부스트가 동작하며, 서멀 벨로서티 부스트(TVB)를 사용하면 70도 이하에서 부스트가 동작합니다. 여기서 보다 높은 성능을 위해 추가된 것이 어댑티브 부스트 테크놀로지(ABT)로 올 코어 클럭을 더욱 끌어 올려줍니다.

 

코어 i9-11900K를 예로 들어 각 기술 적용 시의 부스트 클럭을 정리해보면 다음과 같습니다.

 

터보 부스트 2.0 (100도 이하 동작)

1코어 활성화 시 5.1GHz

2코어 활성화 시 5.1GHz

3코어 활성화 시 5.0GHz

4코어 활성화 시 5.0GHz

5코어 활성화 시 4.8GHz

6코어 활성화 시 4.8GHz

7코어 활성화 시 4.7GHz

8코어 활성화 시 4.7GHz

 

터보 부스트 맥스 3.0 (100도 이하 동작)

1코어 활성화 시 5.2GHz (+1)

2코어 활성화 시 5.2GHz (+1)

3코어 활성화 시 5.0GHz (동일)

4코어 활성화 시 5.0GHz (동일)

5코어 활성화 시 4.8GHz (동일)

6코어 활성화 시 4.8GHz (동일)

7코어 활성화 시 4.7GHz (동일)

8코어 활성화 시 4.7GHz (동일)

 

서멀 벨로서티 부스트 (70도 이하 동작)

1코어 활성화 시 5.3GHz (+2)

2코어 활성화 시 5.3GHz (+2)

3코어 활성화 시 5.1GHz (+1)

4코어 활성화 시 5.1GHz (+1)

5코어 활성화 시 4.9GHz (+1)

6코어 활성화 시 4.9GHz (+1)

7코어 활성화 시 4.8GHz (+1)

8코어 활성화 시 4.8GHz (+1)

 

인텔 어댑티브 부스트 (100도 이하 동작)

1코어 활성화 시 5.3GHz (+2)

2코어 활성화 시 5.3GHz (+2)

3코어 활성화 시 5.1GHz (+1)

4코어 활성화 시 5.1GHz (+1)

5코어 활성화 시 5.1GHz (+3)

6코어 활성화 시 5.1GHz (+3)

7코어 활성화 시 5.1GHz (+4)

8코어 활성화 시 5.1GHz (+4)

 

다만, 이러한 부스트 동작은 온도 외에도 전력 제한(Power Limit, 파워 리미트)이라는 조건이 추가로 붙습니다. 전력 제한이 풀려 있지 않다면 부스트 클럭은 제한에 맞춰 떨어지게 됩니다.

 

AVX 컨트롤 부분이 개선되었는데 최근 HEDT를 사용해보신 분은 아시겠지만, 기존 HEDT 방식에 전압 가드 밴드 오버라이드 기능이 추가되었다고 할 수 있습니다.

 

링 레이쇼(Ring Ratio)는 기존 링 버스/캐시/언코어 배수로 45+ 정도로 설정하는 것을 권장하며 45 배수는 별도의 설정 없이도 잘 들어가는 편입니다. 링 레이쇼의 기본 값은 코어 i9-11900K 기준 40이며, 47/48 정도부터는 쉽게 들어가지 않습니다.

 

AVX 옵션은 모두 비활성화, 모두 활성화, AVX-512만 비활성화 중에서 선택할 수 있는데 사실 일반 사용에 있어 크게 유용한 옵션은 아닙니다. 현재 AVX를 사용하는 앱, 게임도 꽤 증가한 상태라 비활성화하긴 그렇고, AVX-512는 꼭 사용해야 하는 앱이 있는 것이 아니라면 비활성화해도 되는데 거의 사용되는 앱이 없기에 어떤 이득을 보긴 어렵습니다.

 

AVX 전압 가드 밴드 옵션은 AVX 동작 시 추가로 들어가는 전압을 조절하는 옵션이라고 보면 되는데, 0은 전혀 추가 전압이 없고, 256은 가장 높은 추가 전압이라고 생각하면 됩니다. 기본 값은 중간인 128입니다.

 

MSI 메인보드의 경우 MEG 메인보드에서 최신 BIOS를 사용할 경우 CPU 포스(CPU Force)라는 기능이 지원됩니다.

 

CPU 포스는 ASUS의 SP 레이팅 같은 개념으로 (오버클러킹하지 않은) 순정 상태에서만 사용할 수 있으며, 위와 같이 혀현재 사용 중인 CPU의 오버클러킹 잠재력을 수치로 표시해줍니다. ASUS의 SP는 높을수록 좋은데, MSI의 CPU 포스는 반대로 수치가 낮을수록 좋습니다.

 

전력 제한(파워 리미트) 기능은 모던 프로세서를 오버클러킹 할 때 가장 핵심적인 요소 중 하나입니다. 이 옵션은 프로세서가 설정 값을 초과해서 동작할 경우 클럭을 낮춰 소비전력을 감소시킵니다. 따라서 오버클러킹 시 이 옵션을 최대치로 풀어주는 것이 권장됩니다.

 

해당 옵션은 Long Duraion Power Limit(W), Long Duration Maintained(s), Short Duration Power Limit(W), CPU Current Limit(A)인데, 최댓값은 각각 4096W, 128s, 4096W, 256A입니다. 다만, 개인적으로는 코어 i9-11900K라면 소비전력을 고려할 때 원하는 수치로 제한을 걸어 사용하는 것이 좋다고 생각하며, ABT를 사용함과 동시에 전력 제한을 300W 이내로 설정해 효율적으로 사용하는 것도 괜찮아 보입니다.

 

다음으로 하이라이트라 할 수 있는 메모리 오버클러킹입니다. 메모리 오버클러킹을 하이라이트라고 하는 이유는 메모리 오버클러킹 방식이 10세대와 조금 달라졌으며, 6세대부터 이어져 온 기존의 지식이 들어맞지 않는 부분도 많아졌기 때문입니다.

 

MSI OC 랩의 자료를 기반으로 이론적인 부분부터 살펴보겠습니다.

 

메모리 스피드 즉, DRAM 주파수(DRAM Frequency)는 QCLK 레이쇼 * 베이스클럭(BCLK) * DRAM 레프런스 클럭입니다. 예를 들어 DDR4-3600이라고 하면 실질적인 메모리 스피드(주파수)는 3600Mbps, 메모리 클럭은 1800MHz인 셈이죠.

 

여기서 11세대 통합 메모리 컨트롤러는 메모리 컨트롤러의 클럭와 메모리 클럭을 1:1로 맞춘 기어 1 모드와, 1:2로 맞춘 기어 2 모드를 지원합니다. 즉, DDR4-3600이라고 할 때 기어 1 모드에서는 메모리 컨트롤러 클럭과 메모리 클럭이 1800MHz로 동일하지만, 기어 2 모드에서는 메모리 클럭은 1800MHz이지만 메모리 컨트롤러 클럭이 1/2인 900MHz로 동작하게 됩니다.

 

기어 1 모드와 기어 2 모드의 AIDA64 레이튼시를 비교하면 위와 같습니다. 이 때 푸른색은 기존 MRC(메모리 레프런스 코드)가 사용된 이전 BIOS, 붉은색은 새로운 MRC가 사용된 최신 BIOS로, MRC에 따라서도 성능 차이가 발생함을 확인할 수 있습니다.

 

그렇다면 기어 1 모드와 기어 2 모드로 사용 가능한 XMP 스피드는 어떨까요? MSI는 위와 같이 DDR4-3600까지의 XMP 프러파일에는 기어 1 모드를, DDR4-3733 이상의 XMP 프러파일에는 기어 2 모드를 사용하는 XMP 규칙을 적용하고 있습니다.

 

여기서 눈여겨 봐야할 것은 기어 1 모드의 한계인 DDR4-3600 이상부터는 특정 레이쇼를 사용하기 어렵다는 것입니다. 예를 들어 4100, 4300, 4666과 같은 레이쇼 조합은 지원하지 않습니다. 수동 오버클러킹 시에도 이런 조합은 부팅이 불가능할 확률이 높으니 노란색붉은색으로 표시된 레이쇼는 피해가는 것이 좋겠죠.

 

기어 1 모드에서 지원하는 메모리 스피드는 위와 같습니다.

 

현재 일반적으로 DDR4-3600까지는 안정적으로 지원하지만 DDR4-3733과 DDR4-3866은 메모리 컨트롤러의 포텐셜이 요구되며, DDR4-4000부터는 익스트림 오버클러킹 시에나 시도해봄직한 사실상 매우 어려운 영역에 해당됩니다.

 

기어 2 모드에서 지원하는 메모리 스피드는 위와 같습니다.

 

기어 2 모드의 특징은 기어 1과 비교할 때 더욱 높은 QCLK 레이쇼를 지원하지만 특정 QCLK 레이쇼는 지원하지 않는다는 것입니다. 위 표에서 녹색은 지원하는 레이쇼 조합, 붉은색은 지원하지 않는 레이쇼 조합입니다. 예를 들어 DDR4-4000을 시도한다면 DRAM 레프런스 클럭이 100MHz, 133MHz 어느 것을 선택해도 괜찮지만, DDR4-3800을 시도한다고 하면, DRAM 레프런스 클럭을 133MHz가 아닌 100MHz로 설정해야 한다는 뜻입니다.

 

물론 기어 2 모드라고해서 쉽게 높은 메모리 스피드를 활용할 수 있는 것은 아니고 고성능 메모리가 필수입니다.

 

다음으로 메모리 스피드 부분입니다. MSI 제품을 기준으로 할 때 Z590 시리즈는 Z490 시리즈에 비해 최고 2-3 단계 정도 높은 메모리 스피드를 기대할 수 있습니다. 가장 높은 클럭을 지원하는 것은 8/10 레이어 서버 그레이드 PCB를 사용한 MEG 시리즈이며 하급 제품도 최고 DDR4-5200 이상의 XMP 스피드를 지원합니다.

 

점수놀이용 메모리 프리셋이 제공되지만 실사용 목적이라면 사용을 추천하지 않습니다.

 

비슷한 프리셋 기능인 메모리 트라이 잇(MTI) 기능이 제공되는데, 메모리 프리셋과는 다르게 메모리 오버클러킹 시 빠르게 오버클러킹 기준 값을 찾는데 도움이 됩니다. MTI 기능은 메모리 스피드, 메인 타이밍 및 전압만 조절해주기에 세부 타이밍은 본인이 설정해야 합니다.

 

DDR4-3200 CL14 정도의 국민 OC 메모리를 사용한다면 1:1에서 DDR4-3600 정도를 시작점으로 타이밍을 잡는 게 무난한 선택일 것입니다. 이 정도의 메모리로는 1:2 모드에서 DDR4-4600 이상의 성능을 뽑을 정도의 스피드로 오버클러킹하기가 어렵기 때문입니다.

 

MEG 시리즈 메인보드의 경우 CPU 포스처럼 메모리의 현재 OC 잠재력을 표시해주는 메모리 포스(Memory Force) 기능도 제공합니다. 우측에 게이지가 차는 것처럼 표시되며 우측으로 길수록 여유 있는 상태라고 보면 됩니다. CPU 포스와 다르게 오버클러킹과 관계 없이 동작하며, 오버클러킹을 할수록 게이지가 좌측으로 짧아지는 것을 볼 수 있습니다.

 

설정 가능한 세부 메모리 타이밍 및 관련 옵션은 하단 스크린샷을 참고하시기 바랍니다.

 

마지막으로 전압 설정 옵션입니다.

 

11세대 코어 프로세서를 오버클러킹 시 필요한 주요 전압은 이전과 마찬가지로 코어 전압, 시스템 에이전트(SA) 전압, IO 전압, 새로 추가된 IO2 전압입니다.

 

메모리 오버클러킹 시에는 특히 SA 및 IO2 전압이 중요한데 기어 1 모드에서 DDR4-3733 이상으로 오버클러킹할 경우 SA 및 IO2 전압을 1.3~1.4V 정도로 높인 후 시작하는 것이 초기 값을 찾기 좋습니다. 기어 1 모드에서 DDR4-3600 정도로 오버클러킹 한다면 SA 및 IO2 전압은 조금 더 낮은 1.2~1.3V 정도에서 시작하면 편합니다.

 

MSI 제품의 경우 로드라인 캘리브레이션 컨트롤(LLC)의 경우 모드 4 (또는 모드 3)를 추천합니다. 스위칭 주파수는 수치가 높으면 보다 안정적이고 리플 감소에 도움을 주지만 전원부 발열이 증가하며 수치를 낮출 경우 반대의 효과가 나타납니다.

 

모니터링 방식은 이전 세대와 마찬가지로 VCC 센스(VCC Sense)와 소켓 센스(Socket Sense)를 지원합니다. 과거의 모니터링 방식을 원한다면 VCC 센스, 새로운 모니터링 방식을 원한다면 소켓 센스를 선택하면 됩니다. 최근에는 소켓 센스를 많이 사용하는 편이며, 이것은 모니터링 방식으로 실제 전압에 영향을 주는 항목은 아닙니다.

 

CPU 코어 전압은 고정 전압 방식인 오버라이드 모드와 오프셋 및 오프셋 방식의 일종인 어댑티브, 어댑티브+오프셋 모드 등을 선택할 수 있습니다. 간편한 수동 오버클러킹의 경우 주로 오버라이드 모드를 사용하며, 터보 부스트를 이용한 오버클러킹 시에는 오프셋, 어댑티브 방식도 많이 사용됩니다.

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