오버클럭과 CPU수명 그리고 그 한계

• 오버클럭을 하면 CPU의 수명이 짧아진다는 소문은
  익히 들어 봤을 것이다. 이에 대해서 알아 본다.
  
• 어떤 CPU의 오버클럭 한계점은 어떻게 판단 할 수 있을까?

오버클럭은 사용자들에게 항상 뜨거운 감자였고, 이고 , 일 것임에는 틀림이 없다. 그렇다면 나도 한번이라는 마음으로 도전하고자 하는 사람들이 많을 것인데 이를 돕고자 하는 것이 이 글의 목적이라 하겠다. 글에 있는 내용은 인터넷 사이트와 각 통신망의 글을 참조하였으며, 필자의 경험과 제반 지식을 동원한 글임을 미리 밝힌다.


먼저 이슈가 되는 오버의 한계이다.
오버의 한계라는 것을 판단하기에 앞서서 현재 대부분의 사용자들은 펜티엄2 이상의 배율이 고정된 CPU를 사용하리라 믿는다.그래서 이 글 또한 펜티엄2급 이상의 CPU를 오버의 주된 논의로 삼는다.


고정 배율로 인한 오버클럭의 제약

고정배율은 오버를 더 이상 Multiplier 조작 만으로 할 수 있게 해주지 않는다.
즉 배율을 조작하여 할 수 있고 이득을 볼 수 있는 많은 잇점을 잃게 된 셈이다.따라서 사용자들은 오버클럭을 위해서는 강제로라도 FSB를 높혀야 한다.
이는 램과 CPU의 의사 소통의 한계점을 높힌다는 점에서 유의해야 한다.
일반적으로 CPU에는 캐쉬가 내장되어 있다(위?서도 말을 했듯이 펜티엄2급 이상의 유저를 대상으로 말하고 있다.) 캐쉬에도 클럭과 스피드가 정해져 있으며 이에 따라서 오버가 되면 CPU가 견디더라도 캐쉬가 문제를 일으키는 경우가 많다.
그렇다면 캐쉬가 문제를 일으킬 때에 어떤 현상이 나타나는가를 판단한다면 간단한 오버클럭 성공여부 1차 테스트를 마치기가 쉬울 것이다.캐쉬는 버퍼와 달라서 CPU가 움직이면 동적으로 움직인다.즉 버퍼가 하는 일을 함과 동시에 자신의 소임을 함께 해야 하는 것이다

펜티엄2와 펜티엄3는 On-die Cache가 512Kb 장착되어있고 이 것들은 CPU 속도의 50% 속도로 움직인다고 인텔의 스펙에 기재 되어있다.이 말에 따르면 셀러론에 장착된 캐쉬는 (300이상의 멘도시노에 장착된 캐쉬를 일컫는다) CPU 속도와 똑같이 움직인다는 말과 함께 오버클럭에 큰 걸림돌로 작용할 가능성이 매우 크다.

생각해보자 펜티엄3 450에 장착된 캐쉬는 인텔의 주장대로라면 450의 절반인 225로 움직여야 하며 이를 만족하는 램의 스피드는 최소 4.5ns이하 이여야 한다. 이 말을 증명이라도 하듯 펜티엄3의 캐쉬는 삼성의 4나노 혹은 NEC의 3.6나노 램이라고 한다. 셀러론은 어떠한가? 풀스피드 캐쉬라고 일컫는 셀러론의 캐쉬는 비록 그 용량이 작다고 해도 CPU와 동일 클럭으로 움직이려면 3나노는 되어야 한다.요즘 나온 500이상의 셀러론은 2나노라는 경이한 스피드를 가진다는 말이 된다. 말이 이상한 곳으로 흐르기 전에 여기서 오버와 캐쉬의 관계를 명확하게 할 필요가 있다.

CPU가 규정 이상의 클럭으로 동작하면 캐쉬도 그 피해를 입게 되며, 이에 따라서 오동작의 가능성이 생긴다. 캐쉬가 오동작하는 것을 한가지로 딱 잘라서 판단하기는 어려우나 멀티 태스킹과 데이터가 많이 필요한 작업을 하면 캐쉬가 혹사 당하므로 테스트에 적용해 볼 만하다.
예를 들면 대용량의 파일작업이나,동시에 많은 파일열기 혹은 무한 반복의 압축과 해제, 벤치마크 프로그램의 다시간 작동 등등...
다음으로는 캐쉬의 문제를 접고서, 주변기기와 문제가 많은 경우를 예로 들고 싶으나 흥미를 잃을 것 같으므로 다음 강좌에 올리기로 하겠다.
(이것이 배율 조정이 안되어 일어나는 오버의 제약 중 매우 큰 것에 해당한다는 것을 알아두면 다음 강좌에 도움이 될 것이다)


인텔은 어떻게 같은 코어에 같은 공정의 CPU에게
다른 클럭 속도를 결정할까?

혹자는 이에 대해서 똑같이 만들어서 인텔이 테스트를 한 후에 잘 견디는 CPU를 높은 속도에 잘 못견디는 CPU를 낮은 속도에 판다는 말을 하곤 한다. 이 주장이 말이 안되는 이유가 몇 가지가 있다.

첫째, 인텔은 낮은 클럭의 CPU를 먼저 내놓는다.그렇다면 이 초기에 나온 CPU들은 인텔의 기술력 부족으로 그 속도만 나오는 것일까? 만일 그렇다고 하더라도 그때에 함께 만든 녀석들 가운데에 높은 클럭으로 내 놓아도 잘 견딜 CPU는 나중에 내놓기 위해서 뒤로 빼놓는 것이라는 말이 된다. 이때 흔히 하는 말로 "수율" 이라는 말을 하는데 사양이 높은 CPU로 갈수록 이 수율이 떨어지니까 낮은클럭이 만들기가 더 좋다는 말은 어딘가 말이 안 맞는 부분이 많다. 하지만 지금까지 어느 누구도 같은 공정에서 제조된 다른 CPU의 인텔식 부여법을 정확하게 알고 있지 않다. 다만 필자의 생각으로는 초기에 낮은 속도가 나오는 것은 분명 수율이라는 무시 못할 변수가 크게 작용하고 있다는 점을 감안해야겠지만 인텔의 상술이 더 크게 작용하지 않았나 하는 생각도 든다.
◀한때는 B21을 절연해 오버를 시도

오버의 한계: "수퍼스칼라"

486을 오버했다고 하자, 66이 99가 되었다. 그런데 좀 있으니까 120이 나왔다.성능은 분명히 66<99<120의 순으로 매겨질 것이다. 상식적으로 그러하다. 하지만 586의 등장으로 이 오버는 무의미하게 되었고 오버를 아무리 해도 닿을 수 없는 한계가 존재 함을 알게 하였다.

우리는 이것을 수퍼스칼라 라는 말로 대신 한다. 여기서 한가지 주의해야 할 점은 현재 우리가 사용하는 CPU의 한계가 어디까지냐 하는 점들이다. 역사를 들추어 보건데 486은 120이나 66이나 그리 큰 차이는 없었다. 현재 우리가 사용하는 6세대 CPU들도 이러한 한계를 가진 것으로 생각한다면 다음 세대라고 불릴 만한 윌라멧은 오버로 얻는 이득을 많이 뛰어넘는 상당한 CPU로 등장하게 될 가능성이 크다는 기대를 해본다.


내 CPU는 어디까지 오버 될 수 있을까?
그리고 오버할 가치나 이유가 있는가?

대개의 독자들은 한번쯤은 오버를 시도해 보았을 것이고 그에 따른 경험이 있을 것이다. 부팅이 안되는 경우, POST가 안되는 경우 그리고 부팅까지 되는데 다운되는 경우까지 다양한 경험을 하였을 것이다.

다른 것은 그리 큰 문제가 안된다 하더라도 마지막의 부팅까지 되는 경우는 유저를 당혹스럽게 한다. 잘 되었구나 하는 순간 이미 다운되는 컴퓨터는 유저에겐 야속한 사기꾼이다. 그렇다면 내가 가진 CPU가 가진 한계를 시험한다면 어떤 방법이 좋을까?

위에서 캐쉬에러를 검출하기 위해서 컴을 혹사 해본다고 했는데 이는 어디까지나 그렇게 해본다는 의미 외에는 별반 뜻을 가지지 못할 것이다.실질적으로 사용하는 데에는 컴을 그렇게 혹사하는 일은 거의 없기 때문이다.그럼 어떻게 할까?

여기서 필자가 추천하는 것은 하드웨어 모니터링을 통해서 온도 검출을 하는 것이다. 어느 클럭이 되면 CPU의 온도는 정상 사용시보다 터무니 없이 온도가 올라간다. 그것을 접점으로 정상에서 어느 정도 올릴까를 판단한다면 거의 맞다.
평소의 정상 클럭에서 온도를 유심히 살피고 오버 후에 이 온도를 지나치게 벗어나는 클럭을 한계로 하여 천천히 오버를 유도하라.
(분명한 경험에서 하는 말...)

▲크료텍의 에슬론의 쿨링... 정말 이정도로 온도문제가 심각할까?

온도 문제...열 문제...엄마 내 컴퓨터 혹시 난로 아니야???

분명한 사실 한가지는 열이 많은 컴퓨터는 오버에 부적합하다는 점이다.
열의 원인은 주변기기도 한 몫을 하지만 CPU만큼 열을 내는 주변기기는 없다고 봐도 무방할 정도로 CPU의 열문제는 반드시 해결해야 할 점이다.
케이스까지 온기가 전해질 정도로 많은 열이 있다면 해결하자.
CPU 쿨러는 물론이고 케이스에도 쿨러를 달고 가능하다면 여분의 쿨러까지 달자.

오버하면 CPU의 수명이 줄어든다고 하던데...

이 말은 맞을 수도 안 맞을 수도 있다.
필자는 초창기 펜티엄 120을 4년동안 133으로올려서 쓰고 있지만 아무 문제가 없다. 많이 쓰지 않은 이유도 있지만 열문제를 효과적으로 해결한 이유가 더 크다고 본다.
그렇다. CPU의 수명은 CPU의 평소의 온도가 큰 영향을 가진다.
예를 들어서 펜3 450을 600으로 오버했는데 평소 온도보다 많이 올라가지 않았다면 무리없이 오래 쓸 수 있다. 잦은 다운이나 부팅 불가능의 에러는 램의 스피드를 133으로 올리거나 cas2를 cas3으로 바꿔서 삼성의 -GH 램을 쓰는 방법등 많다. 그래도 안되면 대개의 경우는 캐쉬를 의심하는 것도 가능하다.그리고 이상할 정도로 온도가 상승했다면 CPU 자체가 못 견디는 것을 의심 해보길 바란다.

일단 오버는 열의 상승을 가져온다. 높은 클럭 일수록 열은 더 많이 나지만 인텔이 권장하는 그리고 보증하는 정상의 온도는 휴지기 동안의 온도 기준으로 30도 이하이다.
만일 정상의 클럭에서 이보다 더 나온다면 쿨링을 고려해보자. 정상으로 사용해도 수명이 줄어든다. 대개의 경우에 CPU의 수명은 30000시간이므로 잘 생각해보라.


열과 CPU의 수명의 관계

CPU의 수명 내는 공식
CPU수명=
정상수명/[{(273+현재온도)/(273+정상온도)}^M]

여기서 M은 인텔이 말하는 "비밀" 숫자이다.
글쎄 비밀이라고 하면 거창하지만 많은 사람들은 이 변수가 실제 실험을 통해서 얻어지는 어떤 변수라고 하는 추측만이 있다. 이 변수가 존재하는 이유는 CPU의 종류와 특성이 다양하므로 생기는 것이라는 주장이 가장 설득력이 있다.
273은 상수이다.
자아 이제 이 공식을 한번 실제에 대입한 결과치를 알아보자.

<주>:Type S : Strong CPU, M : Medium(or normal)CPU, W : Weak CPU

위 결과에 의하면 강한 CPU는 열의 영향을 가장 적게 받는 것으로 나와있다.
이에 반해서 약할 수록 열에 민감한 반응을 보이는 것으로 나와있다. 오버를 통해서 열을 많이 내게 되면 그만큼 수명이 단축된다는 것을 위의 표로 알 수가 있다. 여기서 한가지 재미있는 사실은 자신의 CPU가 약한 녀석이든 아니든 수명에는 매우 치명적이라는 점이다.

하지만 30000시간은 하루에 4시간씩 맨날 컴을 써도16년이라는 시간이 걸린다.오버를 해서 썼을 경우에는 같은 조건에 한 12년 남짓의 기간을 쓴다는 계산이다.

이 글을 읽는 독자들은 과연 얼마나 오래동안 지금 가지고 있는 그 CPU를 쓸 작정인가? 그리고 만에 하나 강한 CPU를 고르는 행운을 얻었다면... 이런 생각을 해보자 내 CPU를 한 20년 쓸려면 ??? 30도 이하로 사용하는 거다... "공식"상으론 가능하다.

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