[강좌] Overclock ABC: CPU최상의 성능을 끌어내기

소개

오버클러킹의 모든 것 가이드에 오신 것을 환영한다. 만약 독자가 CPU를 오버클러킹하는데 조언을 구하는 많은 사람중의 한명이라면, 단계적으로 차근차근 하게, 무엇을 해야 하고 어떻게 해야 하는가에 대한 이해하기 쉬운 본가이드가 필요할 것이다. 오버클러킹을 처음 시도해보는 사람에서 베테랑까지 모든 이들에게 이 글이 흥미로울 것으로 우리는 생각한다.

이 글을 이해하기 위해서 사전의 오버클러킹 경험이 필요한 것은 아니지만 이글을 작성하면서 독자가 컴퓨터 내부의 기본적인 지식이 있을 것이라는 가정하에 이 글을 작성한다. 그래픽 카드를 설정할 수 있다거나 매뉴얼을 보고 마더보드의 점퍼나 바이오스 설정을 바꿀 수 있다면 문제가 없다. 긴 글이지만 순차적으로 읽어나가기 바라며, 특별히 초보자인 경우에는 더욱 차근 차근 잃기 바란다. 이것은 우리의 목표가 독자가 알고 싶어하는 모든 것을 알려주기 위해서이기 때문이다.

경고

오버클러킹의 책임은 전적으로 오버클러킹을 하는 사람 본인에게 있으므로, 매우 주의하여야 한다. Review Zone은 오버클러킹 시도로 인한 시스템에 생길 수 있는 훼손에 대해서 아무런 책임이 없다.


오버클러킹의 측면으로 본 CPU의 역사

많은 사람들이 펜티엄 시절 동안부터 오버클러킹에 관심을 보고 하기 시작했다. 이것에 대한 이유는 인텔이 칩과 제조과정에 있어서 프로세서의 동작 속도에 약간의 여유를 두었기 때문이다. 이와 같은 시대에 출시되었던 K5같은 AMD의 칩의 경우에는 이것의 자체 능력의 제한 때문에 오버클러킹의 즐거움을 맛볼 수가 없었다.


오버클러킹에서 다음 가장 큰 변화는 펜티엄 MMX 라인의 프로세서가 출시되면서 부터였다. 이 라인에서의 속도향상이 233MHz 모델 까지 도달함에 따라서 대부분의 사람들(저자 포함)은 사실은 인텔이 한 종류의 칩을 생산하면서 다른 모델(166, 200, 233, 등등)로 출시하는 것이라고 믿고 있었다. 이 쯤해서 상대적으로 느린 칩을 빠른칩으로 리마킹 해서 파는 업체들도 생겨나기 시작했다. 이것은 아시아와 유럽에서 아주 큰 문제가 되었었다. 이 문제를 해결하기 위해 인텔은 배수 고정을 고안해 내기 시작했는데, 이것은 프로세서의 최고 속도를 효과적으로 제한할 수 있는 것이였다 이것이 오버클러킹의 종말을 초래하는 것일지도 몰랐었겠지만, 사이릭스의 P200 프로세서의 출현은 오버클러커들에게 빠져 나갈 구멍을 만들어 준 계기가 되었다. 사이릭스 칩은 성능을 높이기 위해서 더 높은 속도(인텔의 66보다 빠른 75MHz)로 마더보드에서 작동하였다. 마더보드의 더 높은 속도를 조정함으로서, CPU의 속도를 자동적으로 상승시킬 수 있었다.

현존하는 프로세서들

요즘 CPU 마켓에서는 선택의 폭이 꽤 넓다.
Pentium III/II 450 550 MHz
Pentium II up to the 450 MHz model
Celeron 300A and above
Celeron 266/300
AMD K6-III
AMD K6(-3D)/Cyrix M2

다음 장은 오버클러킹의 입장에서 본 각각 프로세서의 개요이다.

Pentium II/III 450 550MHz

데스크탑 시장에 내놓은 인텔의 최신 모델인데, 이 칩들은 0.25 미크론 공정(최소화 하기 위한 수준)으로 제작된 칩의 한계에 거의 도달하는 속도로 클럭된 것들이다. 이 칩들을 매우 높은 고주파로 클럭하는 것이 가능하기는 하지만 이것은 극도의 냉각을 필요로 한다. 이 글에서 다루는 기본적인 냉각의 개념으로는 450 혹은 500MHz 버전의 이 칩들을 약 550이나 620MHz 정도로 클럭 할 수 있을 것이다. 펜티엄III에 대한 한가지 알아두어야 할 사항은 , 펜티엄2 같지 않아서 덮개가 반정도 크기이기 때문에 쉽게 CPU와 캐쉬 칩에 대한 접근이 가능하다.

Pentium II up to the 450MHz model

펜티엄 II 모델이 오버클러킹에 있어 가장 큰 문제는 이 칩들에 달린 L2 캐쉬가 원래 동작하기로 되어 있는 속도로 정해져 있다는 것이다. 그러므로 칩 자체는 대부분 450+ 속도에서 동작하는 것이 가능할지 모르지만 캐쉬는 종종 그렇지 않다.
노트 ? www.hardocp.com에 어떻게 PII의 오버클러킹을 위해서 캐쉬 칩들을 냉각하기 위해 플라스틱 케이스를 분리하는가에 대한 자세한 사항이 나와있다. 이곳에서 하는 방법이 실패하고 L2 캐쉬의 문제로 의심되면 (이 결과를 가져오는 프로세서들은 이 글 나중 부분에 더 설명하겠다.) 가서 시도해 바란다.

이 칩이 오버클러커들에게 가장 환영받는 칩인듯 싶다. 물론 캐쉬가 더 크면 좋겠지만 , 가격 또한 저렴해야 하지 않겠는가?
초기에 인텔이 새로운 셀러론(300A와 이상) 을 발표했을 때 이것은 내장된 L2 캐 쉬를 이전 세대의 캐쉬없는 설계에 반하여 가지고 있도록 설계되었다. 많은 사람들 (저자 포함)이 새로운 칩이 PII와 마찬가지 이유로 오버클럭하기가 매우 어려울 것으로 생각했었다. 다행이도 우려했던 바는 진실이 아니였다. 칩내부에 캐쉬를 내장함으로써 인텔은 셀러론 멘도시노 코어와 같은 속도로 동작하는 L2 캐쉬를 보장하였다. 코어는 450MHz의 속도에서 동작하도록 설계된 것으로 보인다. 몇 개의 셀러론이 그 속도로 동작할 수 없는 것은 설계가 450을 타겟으로 하더라도 이 속도에서 동작실패하더라도 제품의 출하시 더 낮은 클럭의 정해진 속도로 동작시에는 아무런 문제가 없는 것들이다.

이것들은 300A의 오버클럭킹 소동에 까지 길잡이가 되었던 칩들이다. 케이스가 없는 디자인과 L2 캐쉬가 없어서 이것은 매우 오버클럭 하기가 쉬웠다. 물론, 이 당시CPU 코어는 현재의 것과 같이 매우 높은 클럭 속도를 허용할 수 있을 정도로 질적으로는 좋은 편이 아니다. 이것들의 성능을 저하시켰던 가장 큰 이유중 하나는 L2캐쉬가 없었기 때문이다. 아직 사용자가 사용자의 시스템에 이 프로세서를 장착하고 있고 더 빠른 속도를 원하면 이것을 오버클럭해서 약간의 속도향상을 얻을 수는있을 것이다.

Sharptooth라 불리는 이것들은 매우 인상적인 프로세서이다. 셀러론에 내장된 캐쉬보다 2배나 많은 L2 캐쉬에다가 마더보드에 다른 레벨의 캐쉬(L3)까지 내장하고 있어서 이 칩은 업무용 어플리케이션에서 뛰어난 성능을 보인다. 그러나 AMD가 너나은 제조 공정으로 이행하기 전까지는 이 칩이 그렇게 오버클럭이 잘 될 것 같지않다. 물론 Kryotech은 섭씨 ?40도의 냉각을 해서 100MHz의 성능 향상을 했지만, 이것은 극한까지 도달한 경우로 보인다. 저급형 모델에서 오버클럭을 통해 향상이 있겠지만 고사양의 모델(높은 클럭 주파수)에서는 이미 한계에 도달한 수치이므로 오버클러킹이 그리 도움이 되지 않을 것이다.

이것들과 위에 언급한 것들과의 가장 큰 차이점은(266, 300 셀러론 제외) 이 칩들이 칩 내부에 L2캐쉬가 없다는것이다. 캐쉬는 마더보드에 위치해 있다. 이 사실이 흥미스러운 상황을 불러일으킨다. 위에 언급했던 대부분의 CPU들은 오버클러킹으로 득을 볼 수 있는데 이것은 칩들이 동작하는 속도가 증가하기 때문이다. 이것이 대부분의 칩에서 분명한 사실인 반면에, 이 k6나 m2에 미치는 오버클러킹의 영향은 특이하다. 오버클러킹을 하기 위한 한가지 방법은 마더보드를 오버클럭, 기술적인 용어로 마더보드 버스 속도, 하는 것이다. 이렇게 함으로써 일반적으로 느린 마더보드상의 캐쉬가 속도 향상을 하게 된다. 이것은 이런 종류의 CPU를 사용하는 시스템에 꽤 큰 향상을 가져올 수 있다.

종종 사람들은 자신들의 CPU가 오버클럭이 안된다고 하고, 본인은 열 때문에 안된다고 답변 해주면, 사람들은 이 칩의 사양에 정해진 온도범위를 넘지 않았다고 이럴 수는 없다고 불평한다. 불행하게도 , 이것은 반도체 기기에 열이 어떻게 영향을 미치는지 대부분 사람들이 잘 모르기 때문이 아닌가 한다. 동작온도 범위가 정해지면, 동작 주파수 또한 정해진다. 온도가 떨어지면 최고 동작 주파수는 올라간다. 이 경우에 온도가 응축이 일어날 정도로 떨어지면 더 이상 효율적이 되지 못한다. 이 것은 주위 온도보다 CPU 온도가 낮을 경우 발생 할 수 있다.
극도의 오버클러킹은 이 사실에 기초한다. 예로서 Kryotech는 칩을 영하 40도에서 작동시킴으로서 AMD k6를 500~ 550으로 클럭 시켰는데, 이것은 원래 클럭속도보다 약 100MHz정도 큰 값이다.

오버클럭하려는 CPU를 선택하면 컴퓨터 시스템에 들어가는 다른 부분에 주의를 하여야 한다. 다음 리스트를 천천히 들여다 보고 필요한 부분을 가지고 있는가 혹은 구해야 하는가 살펴보기 바란다.

종종 성공적으로 오버클럭하기 위한 부분중 간과되는 부분이 컴퓨터 케이스이다. 일반적으로 크고 넓은 케이스에 최소한 300W 이상의 파워 서플라이는 추가적으로 장착할 팬을 대비해서 있어야 한다.
그렇게 넓지 않은 케이스를 가지고 있다면 케이스를 벗긴 상태에서 동작을 시켜 볼 수 도 있다. 이것은 먼지가 내부에 그렇게 많이 싸이지 않고 가끔 청소를 해준다면 자체로서는 아무 문제가 없다. 저자처럼 더운 지역에 있는 사람들은 케이스를 열려 있는 쪽으로 선풍기를 놓아서 공기가 순환이 잘 되도록 할 수도 있다. 케이스를 선택하는데 마지막 주의사항은 최후 마무리와 정리가 잘 되있는, 예를 들어 모서리가 부드러운 곡면으로 가공되어 있는 것을 고르라는 것이다. 그렇지 않을 경우 기계 내부를 만지작 거리다 보면 손가락을 다칠 경우가 있다.

CPU 히트싱크와 팬을 이야기 하기 전에 케이스에 장착할 주입/추출 콤보 팬을 장만해서 케이스 내부의 뜨거운 공기가 바깥 차가운 공기와 최대한 빨리 잘 순환될 수 있도록 해야 한다. 이 두가지 팬 세트를 구비하지 못하면, 대부분의 ATX 파워가 적어도 하나의 주입 팬이 딸려 나오므로 공기 추출용으로 하나만이라도 장만하기 바란다.(사실 많은 오버클러커들은 이 주입 팬을 거꾸로 달아서 추출 팬으로 사용하기를 권장하고 있기도 하다.)
케이스를 마무리 하고 나면 CPU 자체에 신경을 써야 한다. 셀러론을 가지고 있다면 Glacier 4500 히트싱크/팬을 고려해보기 바란다. 슬롯에 기초한 CPU용으로는 싱글 히트싱크 듀얼 팬을 권장한다. 샌드위치 모양의 듀얼 히트싱크와 4개, 혹은 더 많은 팬을 설치할 경우, 더욱 빠른 속도와(확신하지는 못함) 안정성을 얻을 수 있을것이다. 이 글의 마지막 부분에 이것들에 대한 소스가 있으니 참고 바란다. 소켓 7용 CPU는 여러 개의 히트싱크와 샌드위치 모양의 쿨러같은 치장을 할 수 없다. 이 경우 넓은 표면적을 가진 히트싱크(돌기 타입이 아닌 핀 타입)과 히트싱크에 붙일 파워풀한 팬이 필요하다.
잊지 말아야 할 또 한가지 사항은 히트싱크는 칩의 표면과 히트싱크의 표면 사이에 적절한 열 접촉 재료가 없이는 별 도움이 안될것이라는 것이다. 이것은 그래파이트 열 패드(GlobalWin것과 같은), 열 테이프나 열 그리스 같은 것들을 의미한다. 그리스가 이것 중 가장 좋은 선택으로서 이것은 열 전달 특성이 가장 좋기 때문이다.

Tennamax가 열 그리스만큼 성능이 좋은 것으로 보이는 고유의 열 패드 재질을 내 놓은 것도 알아둘 필요가 있겠다. 이것은 그들의 새로운 제품의 대부분에서 볼 수있다.
사이에 아무것도 없이 칩과 히트 싱크간의 두 부분간의 고체마찰은 두개의 금속 표면에 많은 미세한 틈이 있으므로 전혀 냉각 작용이 되지 않을 것이라는 것을 알아 두어야 한다.

주의 ? PII 사용자들은 위에 언급한것처럼 플라스틱 포장 껍데기 제거에 대해서 보아두어야 한다.

이 섹션은 슬롯1과 수퍼7 타입의 마더보드로 나뉘어져 있다. 그러나 양질의 마더보드를 고르는데 있어서는 몇 개의 공통 사항이 있다. 마더보드에 많은 콘덴서가 보인다면 일반적으로 좋은것이다, 이것은 마더보드에 흐르는 전류가 안정적이라는것을 의미하기 때문이다. MHz가 증가함에 따라 전류의 변화량은 스스로 커지려 하고 이전에 없었던 문제가 튀어나오는데 원인이 될 수 있기 때문이다. DIMM 슬롯에 접촉부분의 금속의 종류 또한 고려되어야 할 요인중 하나이다. 접촉 부분이 금색깔인 경우 사용하는 DIMM 모듈의 접촉부위가 같은 종류인지 확인하여야 한다. 은색의 접촉부의의 경우도 같은 방법으로 고려해야 한다. 이것은 다른 종류의 금속이 매우 틀린 열, 전기적 특성을 가지고 있기 때문이다. (이것에 대해서는 Byte 잡지의 시스템 안정성 부분에서 약간 참조를 했다.)
마더보드에서 마지막으로 참고해야 할 것은 점퍼세팅이 없는 보드이냐는 것이다. 이것에 대한 선택의 효용성에 대해서는 아직 약간의 논란이 있다. 논쟁의 주 내용은 한번 설정사항을 정하면 다음에 어떠한 마더보드의 설정의 변경도 필요하지 않다는데 있다. 결국은 본인이 생각하기에는 이것은 개인적 선호도에 따른 문제인것으로 생각하고 있다.
CPU 온도 감지 기능이 있는 보드는 필요한 냉각이 충분히 되고 있나 판단할 수 있는 좋은 것이다. 마더보드 온도 감지기능 또한 마찬가지이다.
이름이 잘 알려지지 않은 보드는 피하는 것이 좋은데, 이것은 바이오스 업데이트를 하기가 어렵기 때문이다. 시스템의 최대한 성능을 이끌어내려 한다면 이것은 중요한 문제가 될 수 있다. 마더보드 업체에게 마더보드의 업데이트가 있는 웹사이트가 있다는 것은 필수적 사항이다.

넓은 범위의 전압 설정이 반드시 가능해야 한다. 오버클러킹 시도후 동작을 하지 않을 경우 전압을 약간 올리면 동작이 잘 될 가능성이 크기 때문이다. 또한 필요한 것은 코어 속도 배수 설정의 넓은 범위이다. 이것은 가장 빠른 동작 설정을 찾기 위해서 다른 속도를 시도해 볼수 있도록 해준다. 같은 이유로 버스 속도(혹은 마더보드의 속도)의 설정의 범위 또한 매우 쓸모가 있다. 이것이 높게 설정될수록 마더보드에 기초한 L2 캐쉬의 속도가 빨라지므로 더 높은 성능을 내게 된다. 이 것의 대표적인 예는 펜티엄 150이 75의 버스 속도와 코어 배수 2 (2 * 75 = 150)으로 동작하는 것이 펜티엄 166이 66의 버스 속도와 2.5의 배수로 동작하는 것보다 빠른 경우에 해당된다.