Windows 10 코어파킹 (4) 부스트클럭편 노트북편

모바일을 위한 코어파킹

코어파킹에 대한 포스트 제목이 "더 조용하게, 더 오래!"였지만 실제로 모바일이나 배터리에 관한 언급은 거의 없었습니다.

오히려 고성능 위주의 HEDT에 적절한 설정값을 공유하거나 추천해드렸습니다.

이번에는 모바일에 대하여 말해보려고 합니다. 클럭이 높을수록 에너지 효율이 떨어지기 때문에 클럭이 낮게 유지될 수 있어야 합니다. 단기적으로는 더 조용하고 오래 사용할 수 있습니다. 발열량이 감소하기 때문에 높은 성능이 필요한 순간에 높은 성능을 낼 수 있고, 장기적으로는 더 높은 성능까지 낼 수 있어야 합니다. 하지만 장기적으로 빠른 처리를 하기 위해 단기적인 관점에서 성능 하락이 크면 안될겁니다.

기존에 코어파킹 강좌에서 언급했거나 설명했던 항목들은 전체적인 부분을 조절하는 항목들입니다.

CPU의 사용량에 따라 설정한 가장 낮은 클럭부터 설정한 가장 높은 클럭 사이를 조절하는 항목이거나, CPU의 사용량에 따라 활성화 된 코어를 설정한 최솟값과 최댓값의 사이에서 조절하는 항목입니다.

이번에는 단순한 클럭 조절을 위한 코어 파킹 설정이 아닙니다. 부스트 클럭을 조절하기 위한 항목에 대해 언급하려고 합니다.

부스트 클럭과 TDP

CPU 제조사들은 코어를 늘리면서 발열을 해소하기 위해 Base Clock을 낮추고, 동시에 특수한 상황에서는 오히려 성능이 낮아지는 단점을 해소하기 위해 Boost Clock이라는 개념을 적용했습니다.

그리고 부스트 클럭과 베이스 클럭의 운영을 조절하기 위해 TDP를 도입합니다.

모바일은 TDP로 발열을 제어합니다. 데스크톱도 발열제어를 하지만 큰 영향을 받지는 않습니다.

TDP에 의한 발열 제어는 CPU만 고려합니다. 그러다보니 CPU의 성능은 남고 GPU의 성능은 부족한데 TDP제한이 작동하지 않았던 경우도 있습니다. 그래서 라이젠 모바일 프로세서의 경우는 TDP를 더 낮춰서(클럭이 더 낮게 유지됨) 더 높은 게이밍 퍼포먼스를 달성하기도 하였습니다. 인텔이든 AMD든 상관 없이 클럭이 높기 때문에 부스트 클럭을 제한함으로써 배터리와 발열은 개선하면서도 체감 차이는 거의 없는 후기가 올라오기도 하였습니다.

데스크톱 프로세서라고 예외는 아닙니다. TDP에 의한 발열 제어는 데스크톱 프로세서와는 관련이 없지만, 부스트 클럭의 조절이 필요합니다. Intel Core i9-9900K의 터보 클럭 스펙은 다음과 같습니다.

출처 : wikichip.org

부스트 클럭으로 작동하는 코어가 많아질수록 최대 클럭은 낮아집니다.
만약 싱글 쓰레드 위주의 프로그램을 실행할 때 모든 코어가 부스트 클럭으로 유지되고 있다면 어떨까요? 해당 쓰레드는 실제로는 4.7Ghz처럼 처리되겠죠. 게다가 파일 탐색기나, 마우스 커서의 움직임처럼 간단한 작업을 처리하는 프로세스들도 불필요하게 4.7Ghz로 처리될겁니다.
하지만 부스트 클럭으로 작동하는 코어를ㄹ 잘 조절하면 높은 성능이 필요한 쓰레드는 5.0Ghz로 작동할 겁니다. 다른 코어에서 실행되는 프로세스들은 베이스 클럭인 3.6Ghz의 속도이지만 체감 차이 없이 처리될 수 있습니다.

코어 수가 많아지면서 베이스 클럭과 부스트 클럭의 차이가 커지는 양상을 보이고 있습니다. 또한 부스트 클럭으로 작동하는 코어의 수에 따라 부스트 클럭도 달라집니다. 클럭이 높을 수록 에너지 효율이 떨어지고 연산량 대비 발열량이 증가합니다. 그렇기 때문에 베이스 클럭은 낮추고, 부스트 클럭도 활성 코어 수에 따라 변하게 하는거죠.

베이스 클럭 자체도 낮은 성능은 아닙니다. 그렇기 때문에 베이스 클럭은 자주 사용되고 부스트 클럭은 덜 사용된다면 발열 제어에 여유가 생겨서 필요할 때에 높은 성능을 낼 수도 있고, 체감 성능 하락도 작아질 것입니다. 그렇기 때문에 부스트 클럭을 적절히 조절하면 높은 성능을 유지할 수 있습니다.

부스트 클럭 설정 조정

윈도우는 작업 관리자에 베이스클럭이 표시됩니다. 즉, 윈도우는 베이스 클럭과 부스트 클럭을 인식할 수 있다는 거죠.(물론 맥이나 리눅스도 마찬가지입니다)

그리고 윈도우는 부스트 클럭에 관한 조절 기능도 제공하고 있습니다. 하지만 기본값이 일반 베이스 클럭과 다를 바 없이 대하도록 되어 있습니다. 그렇기 때문에 웹 브라우저를 실행하고, 웹서핑하는 내내 높은 클럭이 유지됩니다.

반면 MacOS의 경우는 베이스클럭에 있는 시간이 부스트 클럭에 있는 시간보다 깁니다. 웹 브라우저를 실행할 때는 부스트 클럭으로 작동하지만, 웹서핑할 때는 베이스 클럭보다 높은 주파수로 올라가지 않습니다. 그러다가 링크를 클릭하여 다른 웹 페이지로 이동할 때는 부스트 클럭으로 작동합니다.

아래 설정을 통해서 윈도우에서도 부스트 클럭에 머무르는 시간을 줄일 수 있습니다.

Windows 10 코어파킹 더 조용하게, 더 오래!

• 우선 Windows 10 코어파킹 더 조용하게, 더 오래!편을 참고하여 전원 옵션을 활성화 해주세요.
• 그리고 제어판 -> 시스템 및 보안 -> 전원 설정에 들어갑니다.
• 사용 중인 프로필의 오른쪽에 있는 "설정 변경" 버튼을 클릭합니다.

• 그리고 "컴퓨터를 절전 모드로 설정" 아래에 있는 "고급 전원 관리 옵션 설정 변경"을 클릭합니다.

• 나타나는 창에서 '프로세서 전원 관리' -> 프로세서 성능 향상 모드(영문OS를 사용 중이기 때문에 한글 표현은 다를 수 있습니다.)로 이동합니다.

그러면 위와 같은 옵션들을 확인할 수 있습니다.

꺼짐
활성
적극적
효율적으로 활성
효율적으로 적극적
보장될 때 적극적
보장될 때 효율적으로 적극적

등의 옵션이 있습니다. 번역이 이해하기 조금 힘들긴 하지만 잘 생각해보면 어려운 표현은 아닙니다.

추가로 Microsoft에서 이와 관련한 설명을 제공하고 있습니다.

Name	P-state-based behavior	CPPC behavior
0 (Disabled)	Disabled	Disabled
1 (Enabled)	Enabled	Efficient Enabled
2 (Aggressive)	Enabled	Aggressive
3 (Efficient Enabled)	Efficient	Efficient Enabled
4 (Efficient Aggressive)	Efficient	Aggressive

출처 : Microsoft

여기서 P-state-based behavior와 CPPC는 CPU 성능에 관한 메시지를 전달하는 방법입니다.

꺼짐 : 부스트 클럭은 사용하지 않습니다.
활성 : (P-state : 활성, CPPC : 효율적으로 활성)
적극적 : (P-state : 활성, CPPC : 적극적)
효율적으로 활성 : (P-state : 효율적, CPPC : 효율적으로 활성)
효율적으로 적극적 : (P-state : 효율적, CPPC : 적극적)
보장될 때 적극적 : (P-state : 효율적, CPPC : 효율적으로 활성)
보장될 때 효율적으로 적극적 : (P-state : 효율적, CPPC : 적극적)

Microsoft 문서에는 "at Guaranteed(보장될 때)"에 대한 설명은 없습니다. 하지만 이 설정을 사용하면 부스트 클럭을 사용하지 않는 것과 다름이 없을 정도라는 커뮤니티 후기가 있습니다.

부스트 클럭 유지 시간 : 적극적 > 활성 > 효율적으로 적극적 > 효율적으로 활성 > 보장될 때 적극적 > 보장될 때 효율적으로 적극적

서버용 Windows의 경우 기본값이 "효율적으로 활성"입니다.

MacOS와 같은 CPU 성능 조절을 원한다면 "효율적으로 활성"이 가장 적절할 것 같습니다.