2. 칩셋별 오버클럭 바이오스 차이와 오버클럭 한계
최근 등장하는 CPU나 메인보드는 오버클럭 지원이 활발하지만 메인스트림 이상과 보급형 메인보드의 오버클럭 지원은 차이가 있다. 보통 오버클럭 지원은 메인스트림 이상에서 잘되며 보급형 메인보드의 오버클럭 지원은 제한되는 경우가 많다.
이번 하스웰 플랫폼의 인텔 8 시리즈 칩셋 메인보드도 보급형 칩셋과 고급형 칩셋 기반 메인보드의 오버클럭 지원에 차이를 두고 있다.
다양한 설정을 제공해 오버클럭 지원하는 Z87
하스웰 (Haswell) 프로세서는 인텔 8 시리즈 칩셋과 조합되며 라인업은 다양한 지원 기능과 함께 이들을 구분하는 가장 큰 특징 중의 하나로 오버클럭 지원을 들 수 있다.
인텔은 오버클럭을 특화한 K 시리즈 CPU를 샌디브릿지 (Sandy Bridge)부터 소개해왔고 아이비브릿지 (Ivy Bridge), 하스웰까지 K 시리즈 CPU 라인업을 추가했다. 하스웰 발표 초기에는 Z87 칩셋만 오버클럭을 지원해 K 시리즈 CPU 오버클럭은 Z87 메인보드에서만 가능했다.
기존 H87/ B85/ H81 칩셋은 출시 초기에는 터보 부스트 클럭을 이용해 Non-K CPU의 제한적인 오버클럭을 지원했고 K 시리즈 CPU의 자유로운 배수 조절을 이용한 오버클럭에는 제한이 있었다.
베이스 클럭 (BCLK) 지원하는 Z87
샌디브릿지 (Sandy Bridge)와 아이비브릿지 (Ivy Bridge)는 이처럼 CPU 배수를 자유롭게 조절하는 방법으로 오버클럭을 지원해왔다. 하지만 하스웰 프로세서는 CPU 배수 조절 지원 외에도 이전 세대에서 제한되어온 베이스 클럭 (BCLK) 배율을 추가로 지원한다.
하스웰의 베이스 클럭 배율은 하이엔드 샌디브릿지-E (Sandy Bridge-E)와 같은 방법으로 K 시리즈 CPU에서만 지원하도록 했다. 기본 100MHz (1.00x)에 125MHz (1.25x)와 167MHz (1.66x)를 설정할 수 있으며 메인보드에 따라 250MHz (2.50x)를 지원한다.
Non-K 시리즈 CPU는 기본 100MHz에 5% 정도 조절을 허용하고 있으나 K 시리즈 CPU가 아니라면 베이스 클럭 조절은 권장하지 않는다. 이는 하스웰 Non-K CPU는 샌디브릿지와 아이비브릿지 세대와 같이 베이스 클럭이 PCIe나 저장장치 기본 클럭과 연동되므로 허용치 이상의 오버클럭시 이들 장치의 안정성에 영향을 미치기 때문이다.
다양한 전압 설정과 메모리 클럭 선택 가능한 Z87
인텔 하스웰 K 시리즈 CPU는 최대 80의 배수 조절을 지원하며 내장 그래픽 오버클럭 외에 CPU 메모리와 다양한 칩셋 전압 조절이 가능하다. Z87 칩셋은 안정적인 전압을 제공할 수 있도록 하는 옵션 (Loadline Calibration 등)을 추가로 제공한다.
인텔 Z87 메인보드는 메모리 오버클럭도 지원해 H87/ B85/ H81 칩셋과 차이를 보인다. Z87 칩셋 메인보드는 기본인 800/ 1066/ 1333/ 1600MHz 지원에 그친 H87/ B85/ H81 칩셋과 다르게 더 높은 클럭의 메모리 설정이 가능하다. 인텔 XMP (Extrme Memroy Proflie) 지원과 함께 메모리 클럭 향상을 통해 시스템 성능을 높일 수 있다.
오버클럭 지원을 제한하는 H87/ B85/ H81
인텔 H81 K 시리즈 CPU 지원, 배수조절 가능, 메모리 OC 제한
인텔 H87/ B85/ H81 메인보드는 바이오스 업데이트가 이루어지면서 K 시리즈 CPU 배수 조절을 지원해 오버클럭을 지원한다. 내장 그래픽 클럭 설정과 터보 부스트 범위 내에서 Non-K CPU 배수 조절을 지원에서 K 시리즈 CPU 오버클럭이 가능해졌다.
하지만 처음부터 오버클럭을 염두에 둔 칩셋이 아닌 이들 3종 칩셋은 Z87 칩셋과 비교해 세부적인 전압 설정 및 지원과 같은 오버클럭을 위한 다양한 기능 지원에는 차이를 두고 있다. 다양한 오버클럭 설정을 원한다면 Z87 칩셋을 선택해야 한다.
또 메인스트림 H87과 보급형 B85/ H81은 DDR3-1600MHz 공식 지원 외에 더 높은 클럭은 지원하지 않아 메모리 오버클럭은 사실상 어렵다. 베이스 클럭 배율 설정도 기본 100MHz에서 5% 이내로 한정해 제한되므로 이를 이용한 오버클럭도 어렵다.
인텔 H87/ B85/ H81 칩셋 메인보드는 제품에 따라 자동 오버클럭도 포함하고 있지만 Z87 칩셋 메인보드와 달리 CPU 클럭 한계에 차이가 있다.
따라서 CPU 오버클럭용 메인보드로 사용하기 부족한 부분이 있으며 자세한 설정을 통해 한계를 벗어난 오버클럭용 메인보드로 사용하기에는 적합하지 않다. 이들 보급형 칩셋은 무리하지 않는 수준에서 기본적인 오버클럭 용도로 사용하기에 적합하다.
칩셋별 메인보드로 살펴본 코어 i5 4670K OC
3.4GHz의 하스웰 코어 i5 4670K 프로세서
하스웰 프로세서의 칩셋별 메인보드 오버클럭을 살펴보기 위해 메인스트림 쿼드 코어인 아이비브릿지 코어 i5 3570K를 잇는 코어 i5 4670K를 이용했다. 아이비브릿지와 같은 22nm 공정으로 제조되며 3.4GHz의 동작 클럭과 터보 부스트시 3.8GHz 동작, 4코어 4스레드, 하이퍼스레딩을 지원하지 않으며 내장 그래픽의 성능을 향상한 HD Graphics 4600 (최대 1200MHz)를 탑재했다. TDP 스펙은 84W이며 L3 공유 캐쉬는 6MB를 제공한다.
기가바이트 8 시리즈 메인보드 3종 (Z87/ B85/ H81)
테스트용 메인보드는 기가바이트 (GIGABYTE)의 Z87 기반 GA-Z87-HD3, B85기반 GA-B85M-D3H, H81 기반 GA-H81M-S2PV 메인보드 3종을 이용했으며 그래픽 인터페이스 기반의 친숙한 듀얼 UEFI 바이오스 (Dual UEFI BIOS)를 탑재했다. Z87과 H81 메인보드는 대쉬보드 바이오스를 지원한다.
Z87 메인보드에서 가장 높은 오버클럭 가능
기가바이트 Z87-HD3 OC (Z87), 1.201V, 4.6GHz
기가바이트 B85M-D3H OC (B85), 1.201V, 4.2GHz
기가바이트 H81M-S2PV OC (H81), 1.201V, 4.2GHz
배수락이 해제된 인텔 코어 i5 4670K (3.4GHz)를 Z87/ B85/ H81 메인보드 3종을 이용해 오버클럭 결과를 확인했다. 전압은 Z87 메인보드만 고클럭 적용을 위해 1.201V를 인가했고 B85/ H81은 기본 (바이오스 1.198V) 전압을 이용했는데 CPU-Z에서는 Z87 메인보드와 동일한 1.201V로 인식했다. 써모랩 바람 쿨러와 120mm 쿨링 팬 1개, 프라임 95 (Prime 95) 25.9 버전, AIDA64로 CPU 온도를 확인했다.
이번 코어 i5 4670K는 지난 인텔 코어 i7 4770K (3.5GHz) 오버클럭과 유사한 결과를 제공했는데 Z87 메인보드는 1.201V에서 가장 높은 4.6GHz 오버클럭이 가능했다. 반면 B85/ H81 메인보드는 CPU와 언코어를 일치하는 오버클럭으로는 4.2GHz에 머물러 오버클럭 한계를 확인했다. (각 이미지 클릭시 프라임 95 풀로드 확인 가능)
Z87은 ATX, B85/ H81은 Micro-ATX 타입이라는 차이가 있으며 Z87과 B85는 4페이즈, H81은 3페이즈 전원부를 구성하는데 동일 클럭에서 같은 전압에 오버클럭이 가능했다. Z87은 LoadLine Calibration 옵션 등을 추가로 제공해 약간의 추가 인가전압을 통해 400MHz 클럭을 더 오버클럭 가능했다.
이번 결과로 오버클럭을 단정하기는 어렵겠지만, 세부적인 전압 지원과 오버클럭시 안정적인 유지는 인텔 Z87 메인보드가 유리하며 일반적인 오버클럭이라면 B85/ H81도 문제가 없겠지만 고클럭으로 보다 안정적인 오버클럭에는 Z87이 적합하다고 판단할 수 있다.
안정화가 다소 어려운 베이스 클럭 (BCLK) 오버
4670K BCLK OC, 4.5GHz (1.201V)
인텔 하스웰은 샌디브릿지나 아이비브릿지와 달리 베이스 클럭 (BCLK) 오버를 지원하는데 K 시리즈 CPU를 이용한 오버클럭과 비교해 안정화가 어려운 편이다. 특히 100MHz에서 125MHz에서의 안정화는 배수 조절 오버클럭과 유사한 성향을 보였으나 166MHz 이상의 BCLK 클럭을 적용할 때는 과거 FSB 증가처럼 칩셋이나 기타 메인보드 환경 등에 따라 달라질 것으로 보이며 상대적으로 안정화가 어려웠다.
BCLK 배율 조절을 이용한 오버클럭은 배수 조절만을 이용한 오버클럭보다 성능 향상을 크게 체감하지는 못했다. 대신 BCLK 클럭에 따라 메모리 디바디어 적용 클럭이 배수 조절만을 이용할 때와 달라져 같은 클럭에서도 더 높은 메모리 클럭 적용이 가능할 수 있어 성능 향상면에서는 유리할 수도 있다.
하스웰 OC, 정품 쿨러보다는 안정적인 별도 쿨링 필요
정해진 클럭 이상으로 클럭을 조절하는 오버클럭은 클럭 향상에 따라 발열이 증가하기 때문에 기본 제공하는 정품 쿨러로는 고클럭의 오버클럭을 적용하기 어렵다.
앞서 코어 i5 4670K 오버클럭 테스트 중 CPU 온도는 풀로드 상황에서 Z87 메인보드는 가장 높은 클럭으로 88도, B85 메인보드는 85도, H81 메인보드는 82도로 메인보드 구성에 따라 약간의 온도 차이가 있었고 B85 메인보드가 대체적으로 높은 온도를 기록했다.
이는 정품 쿨러가 아닌 조금 더 높은 성능의 공랭 쿨러를 적용한 상황의 차이이며 아래는 정품 쿨러와 별도의 타워형 공랭 쿨러를 이용한 동일 클럭의 결과다.
정품 쿨러 4.2GHz OC (3.8GHz 클럭 다운, 로드 91도 이상)
써모랩 바람 쿨러 4.2GHz OC (4.2GHz 유지, 로드 83도 유지)
코어 i5 4670K는 4.2GHz 오버클럭시 정품 쿨러에서는 아이들시 46도, 풀로드에서는 91도를 넘어 지속적인 온도 상승이 이루어졌지만 타워형 쿨러에서는 아이들시 38도 풀로드에서는 정품 쿨러보다 더 안정적인 83도를 기록했다.
인텔 정품 쿨러 4.0GHz OC, 74도 기록
정품 쿨러의 경우 4GHz 오버클럭을 적용했을 때 프라임 95 풀로드에서 74도를 기록해 4GHz 오버클럭이 사용하기에 적합한 한계치로 보이며 그 이상은 높은 온도로 불안정한 시스템을 초래할 수 있어 권장하지 않는다.
하스웰은 오버클럭시 발열 증가가 지적되는데 이번 결과에서 알 수 있듯이 정품 쿨링 솔루션보다는 성능 높은 별도의 공랭 쿨링 솔루션을 이용하거나 공랭보다 안정적인 수냉 쿨링 솔루션을 이용하면 온도를 보다 안정적으로 유지 가능할 것으로 보인다.
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