보드나라/케이벤치

인텔 14nm 공정의 한계를 추구하는 느낌의 코멧 레이크 CPU가 나왔다. 초기에 나온 K 시리즈는 10개의 코어가 탑재된데다, 최대 5.3GHz의 클럭을 구현하면서 세계 최고 성능의 게이밍 CPU라는 명성을 다시 한 번 확인시켜 주었다.

개선된 STIM 구성으로 다행히 발열은 적절히 제한시켜 주었지만 소비전력은 무시하기 어려운 수준으로 높아져, 왜 Z490 칩셋 메인보드들의 전원부가 그렇게 강화되어 나왔는지 납득할 수 밖에 없었다.

Z490 칩셋 보드와의 결합이 필수에 가까워진 10세대 코어 프로세서와 달리, 오버클럭이 제한된 Non-K 버전은 TDP도 줄어든데다 보급형 칩셋 메인보드들이 나왔는데, 이들 Non-K CPU는 특별히 신경 쓰지 않고도 사용할 수 있을까?

일단, 전 세대의 코어 i9-9900에 대응하는 8코어 16스레드 구성의 코어 i7-10700을 기준으로 한 번 살펴보도록 하자.

코어 i7-10700의 TDP는 65W로 전세대의 코어 i7-9700과 동일하지만, 번들되는 쿨러는 한 단계 업그레이드 되었다. 스카이 레이크부터 Non-K 모델에 번들 제공되어온 통 알루미늄 방열판 대신, 하스웰 이전 세대 Non-K 모델에 번들 되었던 쿨러에 포함되었던 중앙 구리심이 부활한 것.

이는 표기 TDP와 달리 실제 동작시 발열은 9세대 보다 높아졌다는 의미로 볼 수 있는데, 실제 베이스 클럭 기준 전력인 PL1은 65W로 동일하지만, 코어 i7-10700의 최대 올 부스트 클럭 유지를 위한 전력 기준인 PL2는 무려 224W에 달한다.

코어 i7-10700의 번들 쿨러 변화는 필연적으로 열이나 전력 특성에 따른 스로틀링, 그로 인한 성능 저하에 대한 우려를 피할 수 없는데, 이러한 스로틀링 없이 코어 i7-10700의 올 코어 부스트 클럭을 제대로 활용하기 위해서는 어떤 조건이 필요할까?

코어 i7-10700와 같은 오버클럭이 제한된 CPU 구매시 굳이 비싼 Z490 칩셋 메인보드를 구매하는 사용자는 많지 않을 것이다. 이에 인텔에서도 가성비를 중시한 사용자를 위해 H470과 B460, H410 칩셋을 내놨고, 메인보드 제조사들도 해당 칩셋 기반의 모델들을 다수 내놓고 있다.

이에, 우선 ASRock B460 Pro 4 디앤디컴 메인보드와, 코어 i7-10700에 번들된 쿨러와 동급의 쿨러를 결합한 조건에서 시네벤치 R20을 구동해 올 코어 부스트 클럭이 끝까지 유지되는지 확인해 보았다.

참고로, 테스트는 코어 i7-10700에 번들된 최신 쿨러 대신 하스웰 시절 등장했던 구리심 기반의 번들 쿨러를 사용해 진행되었다. 따라서 최신 번들 쿨러를 사용했을 때와 결과에 차이가 발생할 수 있으므로, 이번 테스트는 대략적인 경향 파악을 위해 참고하기 바란다.

테스트 결과, 아쉽지만 번들 쿨러와 코어 i7-10700의 조합에서 스펙상 올 코어 부스트 클럭인 4.6GHz는 유지하지 못했다. 초반에는 올 코어 부스트 클럭 4.6GHz를 유지했지만, 빠르게 전력 스로틀링이 발생해 실제 테스트 중에는 올 코어 부스트 클럭이 약 3.2GHz 수준에서 멈췄다.

베이스 클럭인 2.9GHz보다는 높지만 스펙상 올 코어 부스트 클럭에는 상당히 부족한 결과를 보여 주었는데, 일부 메인보드 제조사에서 이러한 문제를 보완하기 위해 인텔 400 시리즈 칩셋 메인보드의 전력 제한을 풀어 올 코어 부스트 클럭 유지력을 높여주는 기능을 도입하고 있다.

테스트 배드로 쓰인 애즈락 B460 Pro4 디앤디컴 메인보드에는 BFB (Base Frequency Boost)로 명명된 기능을 통해 최대 125W까지 전력 제한을 풀어줄 수 있어, 해당 기능을 이용해 다시 한 번 테스트했다.

이때는 전력 공급량이 증가하면서 올 코어 부스트 클럭은 TDP 65W 설정에서와 비교해 좀 더 높아졌으나, 그만큼 높아진 온도를 번들 쿨러가 감당하지 못해 발열에 의한 스로틀링이 일어났고, 결과적으로 스펙상 올 코어 부스트 클럭 동작에는 실패했다.

앞서, BFB를 활성화할 경우 번들 쿨러 조합에서 코어 i7-10700의 올 코어 부스트 클럭이 높아졌지만 과열 때문에 스로틀링이 발생했다.

그렇다면 자연히 쿨링을 강화해주면 보다 높은 클럭 유지가 가능하다고 추론할 수 있는데, TDP 200W 이상의 열 처리 능력을 갖춘 제로썸 ZT-10D 프리미엄 쿨러를 이용해 BFB 125W 설정에서 테스트 했다.

이번에는 과열에 의한 스로틀링은 발생하지 않았지만, 아쉽게도 앞서 번들 쿨러의 TDP 65W 세팅에서와 같이 전력 스로틀링이 발생해 스펙상 올 코어 부스트 클럭 달성에 실패했다. TDP를 조금 더 높여줄 수 있다면 올 코어 부스트 클럭 달성도 가능할 것으로 예상 되지만, 아쉽게도 테스트 메인보드는 TDP 제한을 125W까지 높여줄 수 있고, 제한을 더 높게 풀어줄 수 있는 메인보드가 없어 추가 확인은 하지 못했다.

지금까지 테스트 결과를 보면 코어 i7-10700의 올 코어 부스트 클럭 달성에 가장 큰 장애물은 전력 공급 제한이었다. 코어 i7-10700의 터보 부스트 스펙 달성을 위한 전력 수치인 PL2가 224W로 알려졌는데, H470이나 B4640, H410 같은 보급형 칩셋 메인보드는 전력 조절 기능을 지원하지 않기에 태생적 한계에 다달은 것.

그렇다면, 마지막으로 전력 조절이 가능한 고급 오버클럭 옵션을 제공하는 Z490 칩셋 메인보드에서는 어떨까 테스트했다.

Z490 칩셋 메인보드는 Non-K CPU라도 XTU(Intel eXtreme Tuning Utility)를 통해 CPU 전력 설정을 자유롭게 조절할 수 있는데, 이번 테스트에서는 코어 i7-10700의 PL2 값인 224W를 살짝 넘긴 250W로 설정한 후 테스트했다.

이번에는 별다른 스로틀링 현상없이 코어 i7-10700의 올 코어 부스트 클럭 스펙 4.6GHz를 시네벤치 R20 테스트가 종료될때까지 유지했으며, 이때 소비전력은 150W 수준이었다.

결과적으로 코어 i7-10700의 성능을 제대로 활용하기 위해서는 PL2 설정을 스펙에 맞춘 224W 이상으로 설정 가능한 메인보드와, 그만큼 높아지는 열을 감당할 수 있는 쿨러의 조합이 필요하다.

시네벤치 R20을 기준으로, 지금까지 테스트한 코어 i7-10700의 올코어 부스트 클럭 4.6GHz 유지를 위한 조건과 스로틀링 여부, 해당 조건에서의 올 코어 부스트 클럭 정보를 정리하면 위와 같다.

테스트 결과만 보면 코어 i7-10700의 올 코어 부스트 클럭을 문제없이 달성하기 위해서는 Z490 칩셋 메인보드와 고성능 리테일 쿨러가 요구되는 것을 알 수 있다.

그렇다면, 이렇게 조건에 따라 올 코어 부스트 클럭 유지력이 달라지는 코어 i7-10700의 성능은 올 코어 부스트 클럭에 따라 얼마나 차이가 날까? 시네벤치를 비롯해 간단히 몇 가지 테스트를 돌려봤다.

우선, 각 경우의 올 코어 부스트 클럭 상태를 체크하기 위해 이용했던 시네벤치 R20의 성능을 우선 비교해 보았다.멀티 스레드 결과를 보면, TDP가 65W로 제한된 환경에서는 거의 성능 차이가 없지만, 전력 제한이 125W로 높아지면서 올 코어 부스트 클럭이 높아지면서 성능도 큰 폭으로 올랐고, 쿨러 교체, 추가 전력 제한 해제에 따라 순차적으로 성능이 올랐다.

반면 싱글 스레드는 CPU 전력 요구량이 약 45W ~ 50W 선에 머물러, 테스트 조건에 따른 성능 차이가 크지 않았다.

다음으로는 메인스트림 사용자들의 관심이 큰 게임 성능을 알아보았다. 3DMark의 Time Spy와 Fire Strike의 CPU / Physics 스코어를 정리했는데, Time Spy와 Fire Strike 모두 전력 제한이 65W에서 125W간의 성능 차이가 크게 벌어졌다.

DX11 환경인 Fire Strike에서는 전력 제한이 125W일 때와 250W일 때, 쿨러 유무에 따라 차이가 크지 않은 반면, DX12 환경인 Time Spy에서는 전력 제한 125W에 쿨러 업그레이드 시 상당한 성능 개선이 이뤄졌고, 여기에 전력 제한을 250W로 높여주면 바로 전 단계와 차이가 크지 않았다.

지금까지의 테스트 결과를 보면, 코어 i7-10700의 성능을 제대로 쓰기 위해서는 PL2 수준까지 전력제한 해제 기능을 갖춘 보급형 메인보드와, 올 코어 부스트 클럭 증가를 위해 증가된 소비전력에 의해 높아진 발열을 해소할 리테일 쿨러가 필요한 것을 알 수 있다.

테스트에서는 코어 i7-10700의 PL2 제한 수치에 맞춰 전력 제한을 풀기 위해 Z490 칩셋 메인보드를 사용했지만, 제조사와 모델에 따라 최대 255W까지 전력 제한 해제가 가능한 Non-Z 칩셋 메인보드도 존재하니, 반드시 Z490 칩셋 메인보드를 고집하지 않아도 된다.

단지, 이 경우 특정 CPU의 올 코어 부스트 클럭 전력 제한 요건을 충족하는 메인보드는 그만큼 고가인데다, 전력 제한 완화시 증가하는 소비전력과 발열에 대비해 파워서플라이와 별도의 리테일 쿨러 구매도 고려해야 하는 불편함이 따르는 것은 코어 i7-10700의 특성을 감안하면 어울리는 조합으로 보기 어렵다.

그렇다면, 올 코어 부스트 클럭에 따른 코어 i7-10700의 성능 효율은 어떨까?

B460 칩셋 메인보드의 기본 전력 제한(TDP 65W)과 번틀 쿨러(B) 장착 상태의 성능을 100%로 놓고, 전력 제한 125W와 250W, 리테일 쿨러(ZT) 장착 여부에 따라 시네벤치 R20과 3DMark CPU 스코어의 성능 비율을 정리했다.

멀티 코어 활용도가 높은 시네벤치 R20 같은 프로그램에서는 올 코어 부스트 클럭에 비래해 성능이 증가하므로 전력 제한 해제폭이 높은 메인보드와 쿨러도 좋은 것이 필요한 반면, 게임처럼 수시로 CPU 부하가 변화하는 작업 위주의 사용자라면 전력 제한 해제를 125W 수준에서 지원하는 메인보드와 적절한 리테일 쿨러를 결합하는 것으로 효율을 최대치에 가깝게 쓸 수 있다.

다행히 BFB류의 기술을 지원하는 Non-Z 칩셋 메인보드는 기본적으로 125W 수준의 전력 제한 해제가 가능하므로, 게이머라면 쿨러만 신경 쓴다면 코어 i7-10700의 올 코어 부스트 클럭 효율을 최대화하는데 특별히 신경 쓸 필요가 없을 것이다.

반면, 멀티 코어 활용도가 높은 작업 위주의 사용자라면 보다 메인보드와 쿨러 비용, 작업 효율 등을 감안하면 차라리 Z490 칩셋 보드와 기본 성능 자체도 높은 K 버전, 리테일 쿨러를 조합해 본격적인 오버클럭에 도전하는 쪽이 코어 i7-10700을 고집하는 것보다 나은 선택이 될 수 있을 것이다.