새로운 아키텍처와 플랫폼을 사용하는 차세대 인텔 코어 프로세서가 드디어 모습을 나타냈다. 코어 프로세서 브랜드의 역사와 명칭으로 보면 6세대에 해당되는 코어 i7-6700K, i5-6600K 프로세서는 새로운 ‘스카이레이크(Skylake)’ 마이크로아키텍처와 DDR4 메모리를 채택하고, 새로운 소켓 LGA 1151과 새로운 100시리즈 칩셋을 사용하는 등, 프로세서와 플랫폼 전반에서 큰 폭의 변화를 수반하는 것이 특징이다.

6세대 코어 프로세서 제품군은 현재 하드웨어 매니아들을 위한, 오버클록킹 가능한 ‘언락 프로세서’ K 시리즈 2종과 전통적으로 오버클록킹을 지원하는 Z시리즈 칩셋인 Z170이 선보인 상태다. 6세대 코어 프로세서에서 K 시리즈 제품군은 일반 제품군과 비교해 약간 더 높은 동작 속도와 오버클록킹을 위한 배수 제한이 해제되어 있는 것이 특징이며, 이를 감안해 TDP 또한 일반 프로세서들과 비교해 더 높은 95W 급으로 설정되어 있다.

6세대 코어 프로세서 K 시리즈 제품군의 오버클록킹에는 Z170 칩셋을 이용한 메인보드가 필요하고, 이전 세대에서는 제공되지 않던 새로운 오버클록킹 특징들이 지원된다. 기본적으로 2세대 코어 프로세서 이후에 계속 사용되던 ‘터보 부스트 2.0’ 동작 배수의 재정의를 통한 오버클록킹 방법이 주로 사용되겠지만, 이 외에도 특수한 상황을 위한 베이스 클럭의 비동기식 세부 조절이 새로운 플랫폼에서 추가되는 등의 변화가 있고, 전압 설정에서도 몇몇 항목이 바뀌었다.

▲ 6세대 코어 프로세서의 오버클록킹 환경은 기존 4세대와 미묘하게 다르다.

6세대 코어 프로세서 K 시리즈의 오버클록킹 환경은 이전 세대와 몇 가지 차이가 있다. 먼저, 4세대 코어 프로세서에는 프로세서에 내장되어 있던 FIVR이 예전처럼 메인보드 쪽으로 옮겨졌고, 메인보드의 전원부 구성이 오버클록킹 결과에 영향을 미칠 여지도 많아졌다. 하지만 최근 메인보드들의 수준이 상향 평준화되고, 최근의 디지털 전원부 구성에서는 보통 메인보드의 전원부 한계보다 프로세서의 오버클록킹 한계가 훨씬 빨리 오므로 적당한 수준에서 타협할 필요도 있다.

코어 i5-6600K의 경우 새로운 14nm 공정을 사용하고 DDR4-2133 메모리 컨트롤러가 탑재되며, 기본 동작 속도는 3.5GHz에 터보 부스트가 적용되어 3.9GHz 정도다. 새로운 공정이 적용되었지만 동작 전압 자체는 이전과 크게 달라지지 않아, 자동 설정에서 최대 1.2V 정도가 인가된다. 저부하 상태에서는 전력 소비량 절감을 위해 800MHz의 동작 속도와 0.8V 정도의 전압이 인가되며, 될 수 있으면 오버클록킹 시에도 EIST 등 전력 절감 관련 기능을 사용하는 쪽을 추천한다.

쿨러는 기존 LGA 115x에 사용되던 규격을 그대로 사용할 수 있다. 오버클록킹을 위한 쿨러로는 히트파이프를 이용하는 공냉 형식의 쿨러나 수냉 쿨러 정도가 추천되는데, 성능과 케이스 공간에 따라 결정하면 된다. 대형 공냉 쿨러의 경우 크기에 따라 케이스에 들어가지 않거나 주변 부품과 간섭이 있을 수 있으니 이를 확인하면 된다. 수냉 쿨러의 경우 라지에이터와 펌프 등에서의 성능, 누수 등을 피하기 위한 마감 부분이나 관리 등을 확인하면 된다.

▲ 여전히 가장 주요한 방법은 터보 부스트 배수의 재정의.

프로세서 부의 오버클록킹 방법은 예전과 마찬가지로 터보 부스트 동작 속도 재정의를 사용하는 방법과 함께, 이번 세대부터는 호스트 클럭의 비동기식 조절을 통한 오버클록킹이 가능하졌다. 하지만 이미 80배수 이상까지 프로세서 배수 설정이 가능한 상황에서 이 호스트 클럭의 조절을 사용하는 경우는 몇몇 특수한 상황에 한하게 될 것으로 예상된다. 또한 이 호스트 클럭의 조절을 통한 오버클록킹이 K 시리즈 이외의 프로세서에서 지원될지에 대한 여부도 알려지지 않았다.

오버클록킹을 시작함에 있어 언제나 시작은 조심스럽게, 한계도 명확하게 설정하는 편이 좋다. 인가 전압의 경우 안전하게 한다면 코어 전압 기준 1.35~1.4V를 상한선으로 잡는 것이 좋을 것이며, 기본 전압부터 사용하는 편을 추천한다. 테스트에 사용한 ASUS Z170-Deluxe 메인보드의 경우 기본 설정에서 배수만을 수정하는 경우에도 별도 설정 없이 최대 1.35V 정도까지 인가되는 것을 볼 수 있는데, 이를 간과하고 오프셋으로 0.1V 정도 올리면 바로 1.45V까지 전압이 치솟게 된다.

배수 설정은 모든 코어를 동기화한 일괄적인 배수 설정, 혹은 부하량에 따른 활성 코어별 배수 설정이 가능하다. 일반적으로는 편리함을 위해 일괄적인 배수 설정을 선호하고, 이 경우 안정화의 기준은 모든 코어가 활성화된 최대 부하 상태가 된다. 하지만 일반적으로 일부 코어만 활성화되는 경우에는 더 높은 동작 속도를 인가할 수 있으며, 이를 활용하면 모든 PC 사용 환경에서 프로세서의 역량을 더욱 알뜰하게 뽑아낼 수 있다.

▲ 전압 설정은 어댑티브 모드가 가장 부담이 적지만, 가장 난이도가 높을 것.

▲ 패키지에서의 파워 리미트 해제가 필요할 때도 있다.

전압 인가 옵션은 고정 전압, 전 영역을 일괄적으로 올리는 오프셋, 터보 부스트 영역에서 비례 적용되는 어댑티브 옵션이 있는데, 유동적인 가변 전압을 쓰는 최근의 코어 프로세서는 오프셋이나 어댑티브 옵션을 사용하는 편이 좋다. 그리고 전 영역에서 안정성을 추구한다면 오프셋을, 효율을 극대화하고자 한다면 어댑티브 옵션을 사용하는 편이 좋을 것이며, 6세대 코어 프로세서에서는 어댑티브 옵션 쪽이 좀 더 잘 어울리는 것으로 보인다.

또한 터보 부스트를 이용한 오버클록킹의 경우 전체 패키지의 TDP와 전력 공급에 대한 제한을 완화하고, 때에 따라서는 전원부의 동작 구성을 성능 위주의 정적 구성으로 바꾸는 것도 높은 목표의 달성에 도움을 줄 수 있다. 터보 부스트 기술이 포함되는 최근 코어 프로세서는 패키지 레벨의 전원 관리가 이루어지고 있으며, TDP 제한을 완화하여 오버클록킹에 활용하는 터보 부스트의 동작 영역 여유를 확보할 수 있다.

한편 메모리의 경우 기존과 마찬가지의 방법으로 컨트롤러의 동작 속도 설정과 타이밍 설정을 통한 오버클록킹이 이루어진다. 컨트롤러 동작 속도 설정은 전 세대 대비 세밀한 설정이 가능해져, 최대한 한계에 가까운 메모리 동작 속도를 찾을 수 있을 것으로 기대된다. 또한 DDR4 메모리의 기본 전압은 1.2V로, 10%의 마진을 고려하면 최대 1.3V 이상은 인가하지 않는 것을 추천한다. 현재 DDR4-2133 메모리는 상당 수가 DDR4-2400이나 DDR4-2666 사용이 가능할 것으로 기대된다.

▲ 자동 오버클록킹 기능 설정값을 기본으로 한계를 찾아가는 것도 방법.

메인보드들이 가지고 있는 오버클록킹 관련 기능 중 자동 오버클록킹 기능은 오버클록킹으로의 여정에서 시작 지점을 잡는 데 훌륭하게 활용할 수 있다. 대부분의 경우 이런 자동화된 기능들은 꽤 마진을 남겨둔 설정값을 제시하기 때문에, 이를 시작점으로 해서 조금씩 더 쥐어짜는 식으로 오버클록킹을 진행하면 시간과 노력을 줄일 수 있다. 또한 온도의 경우 대부분은 프로세서 손상을 막기 위해 기본 온도 제한을 풀지 않는 편이 좋으며, 패키지 온도의 경우 최대 70도 정도를 기준으로 보는 것을 추천한다.

6세대 코어 프로세서 K 시리즈에서 가능한, 베이스 클럭을 사용한 오버클록킹은 특정 조건이 필요한 경우에나 시도할 만한 옵션이다. 상당수의 메인보드들이 EIST와 터보 부스트를 하나의 기능처럼 다루어 터보 부스트를 사용하기 위해서는 EIST의 활성화를 요구하는 경우가 있는데, 이 두 기능을 모두 사용하지 않고 고정 동작 속도와 전압 설정을 원하는 경우가 대표적이다. 이런 특별한 요구 사항의 경우에는 배수를 고정한 상태에서 BCLK 조절을 통한 오버클록킹을 진행하면 된다.

베이스 클럭의 오버클록킹을 이용하는 경우, 내부의 데이터 버스나 캐시 등이 모두 영향을 받으므로 프로세서의 메모리, 캐시 성능이 함께 오르기도 한다. 하지만 이 부분에서 먼저 한계가 오는 것처럼 느껴진다면, 링버스 배수를 낮추는 등으로 최대한 정규 클럭에 가깝게 맞추어 해결을 시도할 수 있다. 이런 형태의 오버클록킹은 예전 1세대 코어 프로세서나 그 이전의 배수 제한이 존재하던 시절의 오버클록킹과 유사한 형태로, 다른 편리한 방법이 있는 상황에서 권장하지는 않는다.

▲ 오버클럭 테스트 시스템 주요제원

▲ 3DMark(Firestrike) 테스트 결과, 높을수록 좋다.

▲ GTA 게임내 벤치마크 결과, 단위 fps, 높을수록 좋다.

테스트에 사용한 코어 i5-6600K와 ASUS Z170-Deluxe 메인보드에서는 배수 조절만으로 4.5GHz의 안정적인 동작이 가능했으며, 1.4V 인가에서 4.7GHz 정도까지 테스트 수행이 가능했지만 쓰로틀링 등 다소 불안한 모습이 보이기도 했다. 실질적으로는 1.35V 정도 인가되는 정도에서 4.5~4.6GHz 정도를 안정적으로 사용할 수 있었으며, 이 때 풀 로드 기준 온도는 70도 수준으로 크게 문제가 되는 수준은 아니었다. 동작 속도 자체는 기존 4세대와 큰 차이가 없는 수준이다.

하지만 실질적으로 누릴 수 있는 성능은 새로운 아키텍처와 메모리 등의 변화 덕분에 이전 세대보다 더 높은 편이다. 실질적으로 많은 4세대 코어 프로세서가 4.6GHz 전후에서 한계를 보였던 만큼, 굳이 극한 수준까지 무리하지 않고도 이전 세대의 극한 오버클록킹에서 얻을 수 있는 성능을 얻어낼 수 있는 것이다. 이는 3DMark의 Firestrike 테스트에서 프로세서 연산 성능을 나타내는 피직스 테스트에서 이전 세대의 i7-4770k에 필적하는 성능을 내는 것으로도 확인할 수 있다.

또한 고성능 그래픽카드를 장착한 시스템에서 프로세서의 오버클록킹을 통한 게임 성능 향상 폭도 비교적 뚜렷하게 나타났다. GTX970을 사용한 테스트 시스템은 3DMark 테스트에서도 비교적 뚜렷한 성능 향상이 나타났으며, GTA5 벤치마크 결과에서는 5개 씬 중 4개가 10프레임 이상 성능 차이가 날 정도로 뚜렷한 차이를 보였다. GTA5 이외에도 최신 세대의 고성능 그래픽카드를 사용하는 경우에는 프로세서의 성능이 높을수록 게임 성능도 높아지는 경향을 보인다.

오버클록킹을 위한 시간과 비용 지출을 생각하면 성능 향상을 위해 오버클록킹을 고집하는 것은 그리 현명하지 못해 보일 수도 있다. 하지만 여전히 오버클록킹은 PC 매니아들에 있어 매력적인 성능 향상을 제공하는 훌륭한 선택지 중 하나이자, 색다른 PC 활용의 즐거움을 선사한다. 그리고 6세대 코어 프로세서의 오버클록킹은 25% 정도의 잠재력으로 여느 때보다 높은 성능을 제공해, 최신 게임을 최고 성능으로 즐기고자 하는 매니아들에 매력적인 선택지가 될 수 있을 것이다.

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