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PC 업그레이드의 성능 만족감 높이는, 11세대 코어 ‘K 시리즈’ 프로세서의 오버클록킹

2021.10.26. 13:09:05
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지금의 디지털 기반 사회를 살아감에 있어 PC는 여러 가지 이유로 ‘필수품’ 처럼 여겨지고 있고, 다양한 용도로 사용되고 있다. 하지만 한 번 구입한 PC는 가전제품처럼 오래 사용할 수 있는 것이 아니고, 적절한 시기에 적절한 성능을 갖출 수 있도록 업그레이드가 필요하다. 이런 ‘업그레이드’의 계기는 보통 ‘성능’에서 오며, 몇 세대를 건너 뛰는 대규모 업그레이드의 경우 상당한 수준의 기능과 성능 향상을 통해 지금까지 느껴보지 못한 새로운 차원의 성능을 느낄 수 있기도 하다. 여기에, 새로운 PC 환경에 최적화된 새로운 운영체제가 함께 하면, PC 업그레이드로 인한 사용자의 만족도는 더욱 높아진다.

향상된 성능을 위한 PC 업그레이드에 있어 가장 큰 고민이라면 적절한 성능과 비용 간의 절충일 것이다. 모든 PC 성능의 근간이 되는 프로세서의 업그레이드에 있어서도, 더 높은 성능을 갖춘 상위 제품군으로 갈 수록, 가격대는 기대할 수 있는 성능 향상 수준 이상으로 높아진다. 하지만 그렇다고 비용 대비 성능만을 기계적으로 추구하면, 목표로 하는 성능을 얻을 수 없는 경우도 발생할 수 있다. 이에, 더 높은 성능을 위해 업그레이드에 나서는 사용자라면, 자신이 필요한 성능 수준을 만족시키는 제품군 속에서 다양한 기준으로 비용 효율을 추구하는 것이, 업그레이드를 통해 가장 높은 만족감을 얻을 수 있는 방법이 될 것이다.

다양한 이유로 최신 고성능 PC로의 업그레이드에 나서는 사용자들을 위해, 11세대 인텔 코어 프로세서는 다양한 요구를 만족시킬 수 있는 폭넓은 제품군을 갖추고 있다. 이 중 ‘고성능’을 중요하게 생각한다면, 일반적인 모델들보다 더 높은 동작 속도로 차별화된 성능은 물론, 오버클록킹 지원 기능까지 갖춘 ‘K 시리즈’ 프로세서가 좋은 선택이 될 것이다. 특히, 이 K 시리즈 프로세서는 기본 설정만으로도 일반 모델들과는 차별화된 성능을 제공하지만, 오버클록킹이 가능한 Z 시리즈 메인보드와 함께 약간의 오버클록킹에 나서는 것으로 PC 업그레이드에서의 성능에 대한 만족감을 크게 끌어올릴 수 있게 한다.

▲ 11세대 코어 프로세서 ‘K 시리즈’는 성능에 대한 만족감을 더 높일 수 있는 오버클록킹이 가능하다 (자료제공: Intel)


기존에 사용하던 PC를 업그레이드 하게 되는 이유는 다양하지만, 근본적인 이유는 ‘성능’으로 귀결될 것이다. PC에 있어 성능은 단순히 작업을 더 빨리 처리할 수 있는 능력 뿐 아니라, 다룰 수 있는 작업의 유형이나 규모를 결정하는 요소이기도 하기 때문이다. 단지 인터넷 검색만 사용한다 하더라도, 웹 환경 또한 다양한 기능들이 추가되고 환경이 바뀌어 가면서, 최신 디바이스들이 제공하는 높은 성능들을 잘 활용할 수 있도록 변화한다. 결과적으로, PC를 어떤 목적으로 사용하더라도 PC 사용 환경은 지속적으로 바뀌어 가고 있으며, 몇 년에 한 번 쯤은 이런 변화에 발맞추기 위해 PC의 업그레이드를 고려해야 한다. 그렇지 않으면, PC가 고장난 것이 아니라도, 낡은 PC로 할 수 있는 것이 거의 남지 않는 상황을 마주하게 될 것이다.

PC 업그레이드에 있어 가장 고민하게 되는 부분은 ‘성능’과 ‘비용’의 절충이다. 대개 더 높은 가격의 제품들이 더 높은 성능을 제공하지만, 더 높은 성능의 제품들은 보통 성능 차이 이상의 가격 차이를 보인다. 이에 자신이 필요한 성능에 대한 고민 없이 비용 효율 측면만 보고 업그레이드를 결정한다면, 성공적인 업그레이드가 되지 못할 수도 있다. 물론 이러한 규칙을 뒤흔드는 방법도 존재하는데, 바로 ‘오버클록킹’이다. 사용자가 임의로 규정 동작 속도 이상으로 제품을 동작시켜 더 높은 성능을 얻는 ‘오버클록킹’은, 원칙적으로는 허용은 되더라도 정상 작동에 대한 보증은 되지 않으며, 신뢰성에 대한 확인과 다소간의 위험성을 성능, 비용과 교환하는 상황이 된다.

인텔의 11세대 코어 프로세서 제품군에서도 이러한 ‘오버클록킹’을 공식적으로 지원하는 조합이 있다. 바로 ‘K 시리즈’ 프로세서와 Z590 칩셋 기반 메인보드를 함께 사용함으로써, 동작 속도와 전압 등을 임의로 설정해 더 높은 속도로 프로세서를 동작시킬 수 있다. 물론 이 때 발생할 수 있는 시스템의 불안정성이나, 심한 경우 발생할 수 있는 프로세서와 메인보드의 손상 등은 사용자의 책임으로 남는다. 한편, ‘K 시리즈’ 프로세서는 일반 모델들과 비교해 더 높은 125W TDP와 더 높은 동작 속도를 통해 차별화된 성능을 제공하고 있어, 오버클록킹을 하지 않더라도 차별화된 고성능을 추구하는 차원에서는 충분히 매력적인 프로세서이기도 하다.

▲ 11세대 코어 프로세서 ‘K 시리즈’와 ‘Z 시리즈’ 칩셋 기반 메인보드의 조합에서 오버클록킹이 가능하다.


11세대 코어 프로세서 기반의 PC에서 오버클록킹을 위해서는 ‘K 시리즈’ 프로세서와 Z490 혹은 Z590 칩셋 기반 메인보드, 그리고 적절한 쿨러의 준비가 필요하다. 이 때 쿨러는 대부분의 경우, 어느 정도 성능이 뒷받침되는 적당한 가격대의 공냉 쿨러로도 충분하며, 고가의 수냉 쿨러 등이 필수적인 것은 아니다. 메인보드 또한 Z590 칩셋을 기반으로 한 모델 중, 가격대나 부가 기능 구성 등으로 결정하는 것도 좋다. 오버클록킹을 위해 고가의 하이엔드 급 메인보드를 고집하는 것은 비용 효율 측면에서 그리 좋은 선택이 아닐 것이다. 또한 최근 고성능 그래픽카드의 소비전력도 커진 만큼, 파워 서플라이는 조금 여유있게 700W 급 정도를 갖추는 것도 좋다.

2세대 코어 프로세서 이후, 인텔의 ‘K 시리즈’ 프로세서의 오버클록킹은 터보 부스트 최대 동작 배수 설정을 재정의하는 방법을 사용한다. 이 배수 설정은 기본적으로 사용하는 코어 수에 따라 차등적으로 설정되며, 오버클록킹 시에는 편의상 모든 상황에서의 동작 배수를 일괄 설정할 수도 있지만, 사용하는 코어 수에 따라 차등적으로 설정하거나, 특정 코어에 특정 한계 배수를 설정하는 식으로도 할 수 있다. 그리고 프로세서에 부담이 큰 AVX 계열 명령어 사용시에는 설정한 동작 배수에서 일정 배수를 줄이는 설정도 있는데, 프로세서의 한계에 가까운 오버클록킹 상황에서는 사용을 고려해 볼 만한 옵션이다.

전압 관련 설정은 프로세서와 메인보드 양 쪽에서 확인할 부분들이 존재한다. 프로세서 쪽에서는 동작 속도 설정에 따라 프로세서의 코어부 전압을 설정하게 되는데, 11세대 코어 프로세서는 기본적으로 상황에 따른 가변 전압을 사용하지만 고정 전압 설정, 혹은 기본 가변 전압 커브를 기반으로 일정 전압 폭의 오프셋, 높은 동작 속도 상황에 한정한 추가 전압 설정, 혹은 가변 전압 커브 전반의 재설정도 가능하다. 그리고 메인보드 쪽에서는 프로세서로의 전원 공급을 위한 전원부의 동작 설정, 그리고 TDP 설정에 기반한 전원 공급의 전류량 제한 설정 등이 있는데, 오버클록킹을 하는 상황에서는 전류량 제한을 완전히 풀어주는 게 좋다.

제품을 정해진 동작 속도 이상으로 설정해 더 높은 성능 향상을 얻는 오버클록킹은 흔히 추가 비용 없이 더 높은 성능을 얻을 수 있는 방법으로 여겨지지만, 엄밀히 따지면 추가적으로 고려해야 할 부분들이 있고, 이 때 일정 수준을 넘어서면 비용 측면에서 고가의 상위 모델을 고르는 쪽이 더 나은 경우가 생길 수 있다. 또한 , 오버클록킹으로 기대할 수 있는 성능 향상은 동작 속도가 올라가는 만큼으로, 보통은 10% 전후가 되고, 이 정도로는 물리적으로 코어 수가 더 많은 상위 모델의 성능을 따라잡기는 쉽지 않다. 하지만 코어 수가 같은 11세대 코어 i7과 i9 사이에서는 오버클록킹으로 충분히 그 격차를 좁힐 수 있는 상황이기도 하다.

▲ 테스트 시스템 구성


▲ 3DMark 테스트 결과, 높을수록 좋다


▲ 3DMark (CPU Profile) 테스트 결과, 높을수록 좋다


▲ PCMark 10 Extended 테스트 결과, 높을수록 좋다


테스트 시스템은 일반적인 인터넷 서비스 활용에서부터 게이밍, 미디어 작업에 이르기까지 다양한 환경에서 뛰어난 비용 대비 성능을 제공하는 11세대 코어 i5-11600K 프로세서를 선택했다. 11세대 코어 i5 프로세서는 이전 세대와 동일한 6코어 12쓰레드 구성이지만, 새로운 마이크로아키텍처를 통해 전반적으로 향상된 성능을 제공한다. 또한 8코어 16쓰레드 구성의 코어 i7이나 i9 프로세서와 비교하면 오버클록킹이 상대적으로 수월해, 싱글쓰레드 성능이 중요시되는 게이밍 환경 등에서 특히 뛰어난 경쟁력을 기대할 수 있다. 한편, 메인보드는 ASUS Z590 Maximus XIII Hero 를, 쿨러는 써모랩의 BADA S5.0 모델을 사용했으며, 메모리는 PNY XLR8 DDR4-3200 CL16 8GB 모델 두 개로 16GB 듀얼 채널 구성했고, 그래픽 카드는 지포스 GTX 1060 6GB 모델을 사용했다.

11세대 코어 i5-11600K는 125W TDP를 기반으로 기본 동작 속도 3.9GHz, 최대 동작 속도 4.9GHz, 모든 코어 사용시 최대 4.6GHz의 동작 속도를 가지며, 기본 TDP 설정 상태의 최대 부하 환경에서도 최대 부스트 동작 속도가 비교적 잘 유지되는 것이 특징이다. 그리고 이 프로세서의 오버클록킹 설정에서는 전원부의 전력 공급 제한을 해제하고, 동작 속도는 모든 상황에서 최대 5GHz로 설정했다. 이 경우 싱글 쓰레드 동작 속도 향상은 0.1GHz 정도지만, 올 코어 터보 동작 속도 측면에서는 0.4GHz, 7~8% 정도의 성능 향상을 기대할 수 있다. 그리고 이 정도의 오버클록킹에서는 별다른 추가 전압 설정 없이, 기본 전압 설정만으로도 충분히 안정적인 사용이 가능했으며, 보편적으로 사용되는 중저가형 공냉식 쿨러로도 충분했다.

이러한 무리하지 않는 수준의 오버클록킹 정도로도, 얻을 수 있는 성능 향상은 업그레이드의 만족감을 제법 높여줄 수 있을 것이다. PC 사용 전반에서의 성능을 측정하는 PCMark 10 테스트 결과에서, i5-11600K의 오버클록킹 유무에 따른 성능 차이는 제법 분명히 나타나는데, 특히 ‘생산성’ 테스트 항목과 ‘디지털 콘텐츠 제작’ 항목에서 오버클록킹에 따른 프로세서의 성능 차이를 확인할 수 있다. 또한 일반적인 PC 사용 환경에서는 6코어 12쓰레드 구성의 11세대 코어 i5로도 충분히 여유가 있으며, 높은 동작 속도는 벤치마크 수치로 나타나는 영향 이상으로 사용자가 느끼는 ‘체감 성능’에 큰 영향을 주는 부분이라는 점도 볼 수 있다.

게이밍 관련 성능을 확인할 수 있는 3DMark 테스트에서는, 전체 점수는 테스트 환경의 그래픽카드의 성능 한계로 인해 큰 차이가 없지만, 프로세서 관련 점수는 분명히 한 단계 높아진 모습을 보였다. 이런 부분은 실제 게이밍 환경에서 여유있는 프로세서 성능을 통한 안정적인 게이밍 성능을 기대할 수 있게 하며, 고성능 게이밍 그래픽카드들이 제 성능을 충분히 발휘하는 데도 중요한 부분이다. 그리고 11세대 코어 i5-11600K의 프로세서 성능은 이전 세대의 코어 i7 프로세서에도 크게 밀리지 않는 수준으로, 최신 게임에서도 충분히 경쟁력을 갖추고 있고, 오버클록킹을 통해 이러한 경쟁력은 더욱 높아진다.

▲ 7-Zip 19.0 벤치마크 테스트, 단위 MIPS, 높을수록 좋다


▲ Handbrake 인코딩 테스트(4K to Fast H.264), 단위 초, 낮을수록 좋다


▲ 게이밍 성능 테스트, 단위 fps, 높을수록 좋다


프로세서의 오버클록킹은 프로세서의 ‘동작 속도’를 바꾸는 것으로, 대부분의 환경에서 동작 속도 변화 폭 정도의 성능 향상을 기대할 수 있을 것이다. 이런 모습은 프로세서 성능을 주로 사용하는 프로그램에서 잘 확인할 수 있는데, 7-zip 19.0을 사용한 압축 관련 성능의 벤치마크에서 오버클록킹 여부에 따른 성능 차이는 6% 정도임을 확인할 수 있었다. 영상의 인코딩 또한 프로세서 성능에 큰 영향을 받는 작업 중 하나인데, Handbrake를 통한 4K 영상의 H.264 변환 작업에서, i5-11600K가 55초 걸리던 작업을 5GHz로 오버클록킹한 11600K는 51초에 끝내, 약 8% 정도 빠른 것을 확인할 수 있었다.

게이밍 성능에서는 그래픽카드와의 균형도 중요하며, 고성능 그래픽카드를 사용할수록 높은 프로세서 성능의 뒷받침이 필요하다. 이번 테스트 환경에서 사용한 지포스 GTX 1060 6GB 모델은 1080p 정도의 환경에서 나름대로 준수한 성능을 보이지만, 오버클록킹된 코어 i5-11600K 프로세서의 성능을 충분히 활용할 정도까지는 아니다. 이에 F1 2019의 1080p High 프리셋 벤치마크 모드에서는, 프로세서의 오버클록킹을 통한 성능 차이는 단 2프레임 정도에 그쳤다. PUBG의 테스트 결과에서는, 1080p 울트라 프리셋은 아예 그래픽카드 성능 한계에 걸려 같은 결과가 나올 정도였다. 하지만 PUBG의 1080p 하이 프리셋만 해도, 오버클록킹된 11600K 쪽이 평균, 최저, 최고 프레임 모두 약간이나마 높은 모습을 보인다.

한편, 현재의 멀티 코어 프로세서 기반 환경에서 오버클록킹에 대한 지나친 기대 또한 독이 된다. 각각의 반도체들은 물리적으로 동작할 수 있는 한계 속도가 있으며, 이 한계 속도는 제품마다 모두 다르고, 제조사는 정규 속도 이상의 영역에서 한계 동작 속도 가까이까지의 간격을 이용하는 오버클록킹에 대한 어떠한 부분도 보증하지 않는다. 이에, 오버클록킹 이후 PC가 정상적으로, 안정적으로 동작하는지를 확인하는 것은 사용자의 몫이며, 중요한 작업을 위한 PC 등에서는 이러한 위험이나 검증에 필요한 시간 등도 지불해야 될 비용이 될 것이다. 또한, 오버클록킹에 대한 큰 기대로 고가의 메인보드와 쿨러 등을 섣불리 구입하더라도, 현실적으로 상위 모델의 기본 구성에서 나오는 성능을 따라잡기 쉽지 않고, 이 또한 비용 효율을 떨어뜨린다.

하지만, 적당히 무리하지 않는 선에서의 오버클록킹은 업그레이드에 들이는 비용 대비 더 높은 성능과 더 큰 만족감을 제공할 수 있다는 점도 분명하다. 그리고 11세대 코어 프로세서의 ‘K 시리즈’ 는 오버클록킹 없이 그대로 쓰더라도 차별화된 성능을 제공하며, 메인보드의 전력 공급 제한을 풀어 줌으로써 큰 부담 없이 특정 상황에서의 성능을 더 끌어올릴 수도 있고, 약간의 오버클록킹으로 쿨링 등에 대한 추가 부담을 최소화하면서도 성능을 더 끌어올릴 수 있는 방법을 제공한다. 이에 더 높은 성능을 위한 업그레이드를 기대하고 있다면 11세대 코어 프로세서의 ‘K 시리즈’ 프로세서는 모든 면에서 좋은 선택이 될 것으로 기대된다.


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