코어 i7 7700K, 5GHz 오버클럭 성능 평가서

성능을 높일 수 있는 방법은 무엇이 있을까? 많은 방법이 있는데 그 중 가장 간단한 것은 처음부터 고성능 라인업을 구매하는 것이다. 듀얼코어 프로세서를 구매했다면 쿼드코어로, 쿼드코어라면 헥사나 옥타코어 등 코어의 수가 많거나 작동속도가 높은 프로세서를 손에 넣으면 끝이다. 비용 지출이 크겠지만 가장 안전하고 확실한 방법 중 하나다.

그러나 이것이 가능한 소비자가 많지 않다. 말 그대로 고성능 프로세서 기반의 플랫폼을 구축하는 것은 비용을 동반하기 때문이다. 코어 i3나 i5에서 i7으로 업그레이드 한다면 프로세서를 구매해야 가능하고, i7에서 그 이상을 본다면 익스트림 프로세서를 구매해야 된다. 이 때에는 플랫폼까지 전부 교체되는 상황이 발생한다.

쉬운 선택은 아니다. 하지만 단순 문서 작업이 아니라 더 복잡한 작업을 많이 다루는 사용자라면 성능에 항상 목마르다. 화려한 그래픽의 게임을 즐기는 게이머도 그렇고, 고화질 영상을 실시간 송출하거나 다루는 크리에이터라면 더욱 그렇다. 1분 1초, 그리고 1프레임이 아쉬운 이들은 그 효율성과 성능으로 인해 PC는 항상 최고를 고집한다.

 ▲ 최고의 선택을 했음에도 성능을 더 높이기 위해 선택하는 옵션은 오버클럭이다

하지만 최고를 택했음에도 한계를 느낀다면 또 다른 방법을 선택하는 수 밖에 없다. 이를 극복하기 위한 방법 중 하나가 있는데, 바로 프로세서가 품고 있는 잠재력을 끌어내 성능을 높이는 오버클럭(Overclock)이다. 물리적인 코어를 늘릴 수 없는 대신 작동 속도를 최대한 높여 기본 제품의 한계를 넘는 쾌적함을 얻을 수 있다.

코어 i7 7700K, 코드명 카비레이크로 알려져 있는 이 프로세서가 등장과 함께 주목 받았던 것은 기본기는 물론이고 최고의 잠재력을 품었기 때문이다. 인텔의 PAO(Process – Architecture – Optimization) 전략에 의해 탄생한 이 프로세서는 6세대 코어 프로세서인 스카이레이크(Skylake)의 후속 라인업으로 앞서 선보였던 두 세대 프로세서와 비교해 많은 부분에서 개선이 이뤄졌다.

카비레이크, 오버클럭에 새로운 재미 부여하다

오버클럭은 요즘에 생겨난 개념은 아니다. 과거에도 꾸준히 오버클럭은 존재했다. 하지만 일반 사용자 입장에서 보면 아주 약간의 성능 향상을 얻기 위한 과정이었지 이것을 위해 제품을 선택하는 경우는 많지 않았다. 오버클럭 과정이 복잡하기도 했으며 그에 따른 대비책도 충분히 세워야 했다. 이 부분은 지금도 마찬가지지만 준비만 잘 되어 있으면 오버클럭 후 성능은 착실히 따라오는 것이 요즘 반도체의 모습 중 하나다. 오버클럭도 최근 쉽게 할 수 있는 형태로 변화하고 있다.

7세대 코어 프로세서, 카비레이크가 주목 받았던 것도 여기에 있다. 인텔은 K 프로세서를 통해 오버클럭을 지원하고 있는데, 과거에는 속도를 많이 높이지 못했다. 그러나 지난 세대에서는 그 분위기가 달라졌다. 기본 속도가 4GHz(i7 6700K)에 달했기 때문이다.

여기에 현재 출시 중인 코어 i7 7700K는 기존 동급 라인업 대비 200MHz의 속도가 상승해 4.2GHz가 기본이다. 터보부스트까지 더해지면 4.5GHz까지 상승한다. 이는 전체적인 잠재력 자체가 상승했다는 기대감을 주기에 충분하다. 이전에는 오버클럭을 해야 달성했던 속도가 기본 제공되니 말이다.

여기에는 인텔의 새로운 기술이 녹아 있다. 특히 최적화가 도움이 되었다. 7세대 코어 프로세서는 인텔의 PAO(Process – Architecture – Optimization) 전략에 의해 출시된 제품. 기존에는 틱-톡(Tick-Tock)이었지만 앞서 공정-설계-최적화로 전략을 수정했다. 말도 많고 탈도 많지만 이제 막 시작한 단계로 결과를 논하기엔 아직 이르다는 느낌이 있다.

7세대 코어 프로세서는 기존의 14nm 공정의 미숙함을 채우고 스카이레이크 아키텍처를 최신 흐름에 맞게 개선했다. 새로운 명령어와 작동 구조에도 변화가 일어났다. 오버클럭에 대한 부분도 마찬가지다.

인텔은 7세대 코어 프로세서는 BCLK Aware Voltage/Frequency 커브와 AVX Offset Ratio가 새로 추가됐다. BCLK Aware Voltage/Frequency 커브는 프로세서 내부에서 작동되는 속도(BCLK) 변경에 따라 전압과 작동속도가 실시간으로 대응하는 기능이다. BCLK 수치의 변화에 따라 전압을 최적화하고 그에 따른 안정성을 제공한다. 이는 오버클럭의 전압 제어의 단순함을 가져오기도 했다.

AVX Offset Ratio는 오버클럭 실사용 안정성에 영향을 주는 기능이다. AVX는 고급 벡터 확장(Advanced Vector eXtensions)이라는 명령어다. 비디오 인코딩/디코딩, 게임과 물리 연산 등에 쓰이는 고급 명령어인데, 오버클럭이 이뤄지면 동시에 부하가 발생한다. 이는 전체적인 시스템 안정성 저하로 이어졌다. 멈춰버리거나 오류를 발생시켰기 때문.

7세대 코어 프로세서는 오버클럭 후 AVX 명령어 사용 과정에서 부하가 감지되면 적절한 수치로 작동속도를 낮추면서 전압을 조정한다. AVX 가속이 없으면 오버클럭된 속도를 적극 활용해 데이터 처리를 빨리 끝낸다. 반면, AVX 명령어를 활용하는 구조(게임/인코딩)이라면 문제가 발생하지 않을 정도로 자체 속도를 적정 수준으로 낮춰 안정성을 확보하는 식이다.

오버클럭, 성능이 어떻게 상승할까?

자, 본격적인 테스트를 시작했다. 프로세서는 인텔 코어 i7 7700K를 썼다. 기본 작동속도 4.2GHz, 터보부스트 기술이 더해지면 4.5GHz까지 상승한다. 코드명 카비레이크로 현재 현역으로 활동 중인 고성능 프로세서 중 하나다. 여기에 메인보드는 에이수스 프라임 Z270-A, 메모리는 지스킬 트라이던트 DDR4-3200 16GB(8GB x 2)를 물렸다. 게이밍 테스트를 위해 쓴 그래픽카드는 조텍 지포스 GTX 1070 AMP EXTREME이다.

▲ 인텔 코어 i7 7700K로 5GHz를 달성할 수 있었다.

제품따라 다르겠지만 4.8GHz 전후는 무난히 달성할 수 있어 보인다

앞서 언급한 것처럼 코어 i7 7700K 프로세서는 4.2~4.5GHz로 작동한다. 기본적으로 BCLK는 100이므로 배수 42~45 사이를 조절하며 성능을 낸다는 의미다. 오버클럭을 하면 어느 정도의 성능 향상이 있을까? 이에 최대한 오버클럭을 시도해 성능 차이를 비교해보기로 했다.

불행 중 다행스럽게도 필자가 보유한 코어 i7 7700K는 5GHz까지 속도를 높일 수 있었다. 5.2GHz까지도 부팅은 됐지만 안정화에는 실패했고, 5GHz는 안정화가 가능해 이 속도로 측정하기로 했다. 약 15~18% 가량의 속도 상승이 주는 결과는 어느 정도인지 알아보는 것이 포인트라 하겠다.

먼저 간단한 몸풀기로 CPU-Z 내에 있는 프로세서 벤치마크로 기본 속도와 오버클럭된 속도의 차이를 확인해 보기로 했다. 100% 성능 지표로 삼을 수 없겠지만 어느 정도 차이를 보일지 예측하는데 도움을 줄 것으로 기대된다. 표시는 점수, 상단의 그래프가 오버클럭된 i7 7700K의 성능이고 하단의 그래프가 동일한 프로세서의 기본 속도 점수를 의미한다.

확인 결과, 오버클럭된 i7 7700K의 단일 쓰레드 성능은 592.2점으로 나타났다. 기본 속도의 동일 프로세서 성능은 492점에 불과하다. 100점 가량 차이가 나는 것. 수치로 보면 20% 이상이다. 다중 쓰레드 처리 성능도 오버클럭이 2992.6점인데 비해 기본은 2648점에 불과하다. 340여 점 이상 차이로 수치로 보면 10% 이상이다.

 ▲ 코어 i7 7700K로 실행한 PassMark의 결과 화면. 

4.2GHz(좌)와 5GHz(우)의 테스트 결과치를 보면 대체로 성능이 상승해 있음을 알 수 있다

PassMark 에서의 성능을 확인해보자. 이 벤치마크 테스트 소프트웨어는 CPU를 시작으로 그래픽, 메모리, 디스크 등을 종합적으로 분석해 성능을 측정한다. 이를 점수로 쉽게 인지하도록 보여주고 있다. 총 5가지 항목(CPU / 2D / 3D / 메모리 / 디스크)의 점수를 보고 분석해 봤다. 일단 총점을 보면 기본(4.2GHz)에서는 5976.3점을 기록했고, 5GHz로 오버클럭하면 6764.9점으로 대폭 상승한다.

CPU 점수가 크게 올랐다. 4.2GHz에서는 1만 2151.6점이지만 5GHz에서는 1만 4086.2점을 기록했다. 약 2000점 가까이 상승한 셈이다. 프로세서 속도가 직접적으로 상승한 만큼, 결과에 영향을 준 것으로 풀이된다.

2D 그래픽은 1088.9점에서 1293.1점으로 CPU와 마찬가지로 증가했다. 3D 그래픽도 1만 4728.6점에서 1만 5918.1점으로 크게 상승했다. 둘 다 10% 이상의 성능 향상이다. 프로세서의 데이터 처리량이 늘면서 동시에 그래픽카드도 어느 정도 제 성능을 내는 환경이 구성됐다고 볼 수 있다.

메모리 점수도 크게 늘었다. 오버클럭 과정에서 메모리 속도도 상승하기 때문인데, 그 결과 3223.1점에서 3692.1점이 되었다. 전반적으로 데이터 처리 통로의 흐름이 빨라졌기 때문이다. 디스크 항목 점수에는 큰 변화가 없었다.

게임 및 처리 성능에 변화는 있을까?

게임부터 여러 작업에 대한 성능이 오버클럭에 의해 어떻게 변화할지 여부도 알아보자. 이를 위해 PCMARK 10과 3DMARK, 간단한 게임 1종 등을 구동해 성능을 측정해 봤다.

먼저 PCMARK 10 측정 결과를 보자. 테스트는 가장 많은 작업을 실행하는 Extended를 기준으로 했다. 기본이 되는 에센셜(Essentials), 디지털 콘텐츠 제작(Digital Content Creation), 생산성(Productivity), 게이밍(Gaming) 등으로 나뉘어 있다. 우선 총점은 5GHz 오버클럭된 i7 7700K가 8274점으로 7636점을 기록한 4.2GHz 버전 대비 우위의 성능을 보였다.

세부적으로 살펴보자. 우선 에센셜 항목. 여기에는 앱 구동 성능, 비디오 대화, 웹 브라우징 등의 성능을 파악한다. 우선 총점은 기본(4.2GHz)이 9215점, 오버(5GHz)가 1만 304점이다. 일단 작동속도 향상에 따른 성능 향상은 기본적으로 적용된 상태.

에센셜 테스트의 세부 항목을 살펴보자. 애플리케이션 실행 속도를 보는 App Start-up, 온라인 영상 재생 성능을 보는 Video Conferencing, 인터넷 브라우저 성능을 보는 Web Browsing 등 3가지 항목으로 나뉜다. 대체로 CPU 성능에 큰 영향을 받는 항목이다.

앱 실행 성능은 기본(4.2GHz)에 비해 오버(5GHz)된 상태가 더 빠른 모습을 보였다. 2000점 이상 차이의 점수 차이다. 비디오 컨퍼런스와 웹 브라우징 성능도 오버(5GHz)된 코어 i7 7700K가 더 빠르다.

디지털 콘텐츠 생성에는 사진 편집과 렌더링/효과 편집, 비디오 편집 등이 포함되어 있다. 여기에서도 같은 코어 i7 7700K지만 속도에 따른 성능 편차가 존재했다. 대체로 5~10% 가량 성능 향상이 있으며, 빨라진 만큼 더 쾌적한 환경을 경험할 수 있게 된다.

생산성에서는 문서와 액셀 생성(스프레드시트) 부문으로 나뉜다. 사실 어느 정도 성능만 되면 체감적인 문제가 없는 요소지만, 오버클럭이되면 이 부분에 대한 성능이 크게 상승한다. 이 부분도 역시 5GHz로 오버클럭이 이뤄진 코어 i7 7700K 프로세서가 더 빠르다.

PCMARK 10은 게이밍 성능에 대한 부분도 측정한다. 여기에서는 그래픽과 물리, 종합 성능이 포함된다. 그래픽은 그래픽 프로세서의 성능에 큰 영향을 받으므로 CPU에 따른 영향력은 크지 않을 것으로 보인다. 오히려 물리와 종합 성능에 따른 성능 변화에 주목할 필요가 있다.

우성 그래픽 성능은 예상대로 기본(2.4GHz)과 오버클럭(5GHz)에 따른 성능 변화는 크지 않았다. 이는 그래픽 프로세서 자체 성능에 기반한 값이 아닐까 생각해 본다. 대신 물리와 종합 성능은 큰 차이를 보였다. 물리에서는 약 10% 이상 성능 차이를 보였고, 종합에서는 30% 이상 성능 차이가 나타났다. 속도에 따라 게이밍 성능에 차이가 있음을 어느 정도 보여주는 예다.

 ▲ 코어 i7 7700K로 실행한 AotS의 결과 화면.

4.2GHz(좌)와 5GHz(우)의 수치를 살펴보면 프레임 상승은 크지 않지만 프레임 유지 부분에 개선이 있음을 알 수 있었다

실시간 전략 시뮬레이션 게임 애시스 오브 더 싱귤래리티(AOTS)에서의 테스트로 오버클럭에 따른 성능 차이를 알아봤다. 그래픽 설정은 가장 높은 크레이지(Crazy)에 맞췄고, 자체 제공하는 벤치마크 툴을 활용해 성능을 측정했다.

측정 결과, 평균 프레임 수치는 소폭 상승했음을 알 수 있다. 오버클럭(5GHz)이 이뤄진 PC에서는 무거운 부하 상에서의 평균 프레임이 50.8을 기록했다. 기본(2.4GHz)에서의 동일 프레임은 50.3이다. 대신 기본과 중간 정도의 부하에서 내는 성능은 상승했다. 전반적으로 성능 향상보다는 안정적인 프레임 유지가 돋보였다.

적당한 선에서 이뤄진 오버클럭, PC에 쾌적함 준다

인텔 코어 i7 7700K를 통해 확인한 결과, 오버클럭이 인가되면 충분한 성능 향상이 있음을 알 수 있었다. 상승한 작동 속도에 비례하는 수준까지는 아니지만 적어도 의미 있는 수준의 성능 향상은 존재했다. 무엇보다 프로세서를 주로 사용하는 애플리케이션의 성능 향상이 두드러졌다. 약 15% 가량의 속도가 상승했지만 최대 20~30% 가량 성능이 개선되는 효과도 있었다.

게이밍 성능은 테스트 결과만 보면 큰 차이는 없었지만 실제 체험하는 과정에서는 몰입감 향상에 영향을 주는 모습을 보였다. 예로 최저-최고 프레임 사이에서의 결과가 달라졌다. 오버클럭 전과 후를 비교하면 그나마 작동 속도가 높은 쪽이 최저 프레임 상승과 함께 상대적으로 안정적인 움직임을 그려냈다. 최고 프레임이 올라가는 것은 그래픽카드의 역할이지만 이를 유지하는 것은 프로세서의 역할임을 다시 한 번 더 보여주는 것이라 하겠다.

조건이 어느 정도는 갖춰져야 경험할 수 있는 것이지만 오버클럭은 무리하지 않는 적당한 선에서 이뤄지면 긍정적인 효과를 준다. 극한의 성능에 도전하는 것도 가능하지만 어디까지나 그에 따른 손실은 소비자의 몫이라는 점을 분명히 인지할 필요가 있다.

기획 / 다나와 홍석표 (hongdev@danawa.com)
글, 사진 / 강형석 (news@danawa.com)
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