안녕하세요. 퀘이사존벤치입니다.
지난 주, 퀘이사존에서는 라이젠 7 3700X CPU와 GIGABYTE X570 AORUS MASTER 마더보드를 조합하여 바이오스 버전별 성능 비교를 실시한 바 있습니다. 하지만, 미리 언급해드린 대로 현재 라이젠 3000 시리즈에 대한 유저분들의 궁금증을 해소시키기엔 부족한 요소들이 많습니다. 특히 라이젠 9 3900X의 싱글/올코어 부스트 클록 양상은 어떤지, 마더보드 그리고 바이오스별 양상은 어떻게 다른지를 꼽을 수 있죠. 따라서 오늘 이 시간에는 언급한 요소들을 최대한 고려하여 현재 라이젠 9 3900X의 특성과 함께 테스트 결과를 종합적으로 살펴볼 수 있는 시간을 마련하였습니다. 3종 마더보드의 경우 제품별 가격대가 모두 다르기 때문에, 마더보드 자체에 대한 상품성 평가가 아닌 라이젠 9 3900X와 조화 시 각 마더보드의 특성을 살펴보는 관점으로 이해해주시면 되겠습니다. 세부적인 테스트 내용은 아래와 같습니다.
"라이젠 9 3900X와 3종의 마더보드(ASUS, GIGABYTE, MSI)를 대상으로 초기 바이오스와 최신 바이오스를 각각 적용하여 최근 이슈로 떠오른 실제 CPU 클록 주파수(싱글/올코어 포함) 및 성능 차이가 있는지 알아본다. 추가로 3종 마더보드의 PBO 적용 유무에 따른 특성, CPU 온도 및 소비전력을 측정하여 각 마더보드별 차이점과 특성을 파악한다."
벤치마크 시스템 사양
시스템 사양입니다. CPU는 라이젠 9 3900X를 사용하였으며, 마더보드는 현재 퀘이사존이 확보하고 있는 제품으로 총 3종을 테스트하였습니다. 각 마더보드는 엠바고 해제 시점에 대부분의 하드웨어 매체/커뮤니티에서 리뷰용으로 사용하였던 초기 바이오스와 본 테스트 시점 기준으로 가장 최신 버전의 바이오스를 적용하여 차이점을 알아보도록 하겠습니다.
바이오스 설정은 별다른 오버클록 설정을 가하지 않은 기본 상태에 기반하며, 여기에 XMP 메모리 프로파일을 동일하게 적용하였습니다. 덧붙여 윈도우와 AMD 칩셋 드라이버 그리고 AMD 라이젠 마스터 등의 소프트웨어/드라이버 역시 가장 최신 버전을 사용하였습니다.
#1 ASUS ROG Crosshair VIII Formula
▲ 왼쪽: 초기 바이오스(7509/AGESA: 1.0.0.2), 오른쪽: 최신 바이오스(0702/AGESA: 1.0.0.3AB)
첫 번째 테스트 모델은 ASUS ROG Crosshair VIII Formula 모델입니다. 라이젠 플랫폼 진영에서 최상급 제품으로 볼 수 있습니다. 퀘이사존 라이젠 벤치마크 당시에 사용되었던 모델이기도 하며, 당시에는 왼쪽의 7509 버전 바이오스를 적용하여 테스트가 진행되었습니다. 본 칼럼에서는 우측의 0702 버전 바이오스를 적용하여 버전별 차이가 있는 지 확인할 수 있습니다. 테스트 샘플은 에이수스코리아에서 협찬해주었습니다.
올코어 부스트 클록 측정 결과(PBO OFF/ON)
▲ ASUS - 바이오스별 올코어 부스트 클록 차이(위: PBO OFF, 아래: PBO ON)
먼저 멀티스레드를 전부 활용했을 때의 각 코어별 클록 주파수를 살펴보도록 하겠습니다. 라이젠 9 3900X의 스펙상 클록은 기본 3.8 GHz에 최고 부스트 클록은 4.6 GHz로 명시되어 있습니다. 여기서 4.6 GHz는 올코어 기준이 아닌 싱글 코어 기준이기 때문에, 일반적으로 멀티스레드를 활용하는 프로그램에서 4.6 GHz를 달성하지 못합니다.
그렇다면, 실제로 어느 정도의 클록을 보여줄까요? 먼저 PBO OFF 상태를 기준으로 보면 약 4.0~4.1 GHz 사이의 클록으로 작동하는 것을 알 수 있습니다. 초기 바이오스보다 최신 바이오스에서 테스트 시간 동안 측정된 클록 주파수의 평균값이 조금 더 높게 측정되어 4081.92 MHz로 확인되었네요. 이는 PBO ON 상태에서도 그대로 이어져 최신 바이오스에서 소폭 높은 클록을 보여줍니다. 하지만 그 차이가 약 20 MHz에 그치기 때문에 체감 성능 관점에서는 유의미한 차이로 볼 수 없습니다. 특이한 사항은 PBO 적용 시 클록이 오르기는 커녕 오히려 낮아진다는 것이죠. 하지만 이것은 라이젠 9 3900X 자체의 특징이라 보기는 어렵고 아직 다른 마더보드의 테스트 결과가 남아있기 때문에, 모든 결과를 살펴보고 결론을 정리하도록 하겠습니다.
싱글 코어 부스트 클록 측정 결과(PBO OFF/ON)
▲ ASUS - 바이오스별 싱글 코어 부스트 클록 차이(위: PBO OFF, 아래: PBO ON)
다음은 싱글 코어 부스트 클록 실측 결과입니다. AMD가 밝힌 스펙으로는 최고 4.6 GHz까지 상승하는 것으로 나와있습니다. 하지만 이는 어디까지나 최고 개념이며, 평균 클록은 이에 미치지 못합니다. 먼저 PBO OFF 상태의 결과를 보도록 하죠. 초기 바이오스 버전에서는 항상은 아니지만 그래도 종종 4.6 GHz 수준의 최고 클록을 찍고 있습니다. 전반적으로 4.2~4.6 GHz 사이의 클록을 유동적으로 달성하면서, 평균 클록은 4442.22 MHz로 나타났습니다. 그리고, 간헐적으로 2 GHz까지 클록이 급락하는 현상을 확인할 수 있었습니다.
이러한 현상은 최신 바이오스에서 많이 완화되었지만, 최고 클록이 4.6 GHz까지 아닌 4.5 GHz 수준으로 하락하여 평균 클록은 약 30 MHz가 낮은 4412.70 MHz를 기록하였습니다. 전반적으로 F5g 바이오스의 특징이라면 달성 가능한 최대 부스트 클록이 낮아져 평균 부스트 클록도 미세하게 낮지만, 클록 유동폭이 안정적으로 바뀌었다는 것이 핵심입니다.
#2 GIGABYTE X570 AORUS MASTER
▲ 왼쪽: 초기 바이오스(N11/AGESA: 1.0.0.2), 오른쪽: 최신 바이오스(F5g/AGESA: 1.0.0.3AB)
두 번째 테스트 모델은 GIGABYTE X570 AORUS MASTER입니다. AMD 라이젠 미디어 키트에 포함되었던 모델이기도 하죠. AMD에서는 벤치마크/리뷰 용도로써 왼쪽 CPU-Z 이미지의 N11 바이오스 버전을 배포한 바 있습니다. 그리고 현재는 F5g까지 업데이트가 되었으며, 공식 홈페이지 상으로 AGESA 버전은 1.0.0.3AB로 명시되어 있습니다. 본 칼럼에서는 AGESA 1.0.0.2 기반의 N11 바이오스 버전과 F5g 바이오스 버전을 적용하여 버전별 차이가 있는 지 확인하였습니다.
올코어 부스트 클록 측정 결과(PBO OFF/ON)
▲ GIGABYTE - 바이오스별 올코어 부스트 클록 차이(위: PBO OFF, 아래: PBO ON)
ASUS 마더보드와는 또다른 양상을 보여주는 것이 흥미롭습니다. 먼저 PBO OFF 상태에서 바이오스별 평균 클록 차이가 고작 3.43 MHz에 그칩니다. 다만 ASUS가 약 4.05 GHz 수준이었던 것에 비해 GIGABYTE는 4.01~4.02로 다소 낮은 수준입니다. 반면 PBO 적용 시 미세하게 클록이 낮아졌던 ASUS와 달리 GIGABYTE는 소폭 상승한 4.05 GHz 수준의 평균 클록을 기록하였습니다. 즉 PBO 적용 시 ASUS 마더보드는 실질적인 올코어 부스트 클록 이점이 없었으나, GIGABYTE 마더보드는 약 0.3 GHz 수준의 향상을 바라볼 수 있습니다. 반대로 얘기하면, ASUS 마더보드는 PBO 적용 전에 이미 GIGABYTE의 PBO ON에 부합하는 성능을 발휘하고 있는 것으로도 설명할 수 있습니다.
싱글 코어 부스트 클록 측정 결과(PBO OFF/ON)
▲ GIGABYTE - 바이오스별 싱글 코어 부스트 클록 차이(위: PBO OFF, 아래: PBO ON)
싱글 코어 부스트 클록 역시 ASUS와는 정반대의 상황이 펼쳐집니다. 초기 바이오스 버전의 최대 부스트 클록은 4.6 GHz에 미치지 않는 4.5 GHz 수준이지만, 비교적 안정적인 클록 유동을 유지하는 반면, F5g 버전에서는 최고 부스트 클록 4.6 GHz를 달성하는 대신 간헐적 클록 급락 현상이 확인됩니다. ASUS와는 반대 상황인 것이죠. PBO 적용 유무에 따른 싱글 코어 부스트 클록 차이는 거의 없습니다.
#3 MSI MEG X570 ACE
▲ 왼쪽: 초기 바이오스(7C35v11/AGESA: 1.0.0.3), 오른쪽: 최신 바이오스(7C35v12/AGESA: 1.0.0.3a)
마지막 세 번째 테스트 모델은 MSI MEG X570 ACE 모델입니다. 해외 매체에서 최신 바이오스(7C35v12) 적용 시 최고 부스트 클록이 상승했다고 보고된 모델이기도 하죠. 테스트는 해외 매체에서 비교했던 바이오스 버전과 동일합니다. 초기 버전으로 배포되었던 7C35v11과 최신 버전인 7C35v12을 적용하여 테스트를 진행하였습니다. 테스트 샘플은 (주)컴디씨에서 협찬해주었습니다.
올코어 부스트 클록 측정 결과(PBO OFF/ON)
▲ MSI - 바이오스별 올코어 부스트 클록 차이(위: PBO OFF, 아래: PBO ON)
올코어 부스트 클록부터 살펴보도록 합시다. 최신 바이오스 적용 시 평균 클록 25.53 MHz 상승하여 3991.05 MHz를 기록하였습니다. 하지만 4 GHz에 미치지 못해 테스트에 동원된 마더보드 중 가장 낮은 성능을 보여주었습니다. 그러나 PBO 적용 시의 성능 향상이 가장 크게 관측되는 모델이기도 합니다. PBO ON 상태에서는 초기 바이오스에서 약 4.05 GHz, 최신 바이오스에서 4.06 GHz를 보여줬기 때문이죠. 다음은 싱글 코어 부스트 클록 차례입니다.
싱글 코어 부스트 클록 측정 결과(PBO OFF/ON)
▲ MSI - 바이오스별 싱글 코어 부스트 클록 차이(위: PBO OFF, 아래: PBO ON)
초기 바이오스에서 ASUS와 마찬가지로 간헐적 클록 급락 현상이 나타나지만, 최신 바이오스에서는 급락 현상이 사라집니다. 그러나 클록 유동폭 관점에서 최저 클록이 초기 버전보다 다소 낮게 나타납니다. 초기 버전이 4.3~4.5 GHz 구간에서 유동적인 모습을 보여준다면, 최신 버전은 4.2~4.525 GHz 구간으로 유동폭이 커진 것이죠. 해외 매체에서는 최고 4.6 GHz까지 상승하는 것으로 나타났으나, 퀘이사존에서는 4.6 GHz까진 아니고 약 4.525 GHz가 최고치로 확인되었습니다.
▲ 싱글 코어 부스트 클록 로그 데이터 -> 7C35v12에서 최고 4.525 GHz 기록
따라서, 앞선 2종의 마더보드 테스트 결과까지 모두 종합해서 생각해보면, 현재 라이젠 9 3900X는 PBO 적용에 따른 성능 향상 그리고 부스트 클록까지 안정적이고 균일한 성능을 보여주지 못하고 있습니다. 특히 바이오스 버전에 따라 특성이 달라지는 것은 향후 바이오스 업데이트를 통해 나아질 수 있다는 것을 시사하기도 합니다. 다음은 마더보드/바이오스 버전에 따른 성능 테스트 결과입니다. 칼럼 후반부에서 테스트 내용을 종합하도록 하겠습니다.
마더보드/바이오스/PBO 적용에 따른 성능
올코어 실제 부스트 클록(평균값) 정리
마더보드/바이오스에 따라 성능 차이 및 그 양상이 달리 나타나는 것은 사실로 확인되었습니다. 그러나 그 차이가 엄청나다고 볼 수는 없죠. 또한, 프로그램에 따라서는 실제 부스트 클록 차이가 성능 차이로 거의 반영되지 않아 모든 조건에서 유사한 성능이 나타나기도 하였습니다. 결국 각 마더보드/바이오스 조건에서 인가되는 전압과 평균 클록 주파수 분석을 통해 정리가 가능하기도 하죠. 위 표를 참고하면, 클록이 높으면 높을수록 그에 인가되는 전압이 높은 것을 알 수 있으며, PBO 미적용 시의 전압과 클록은 ASUS가 가장 높습니다. 하지만 필연적으로 온도 및 소비전력 상승으로 이어지게 되며, 이미 전압과 클록이 높은 수준에 도달해 있기 때문에 PBO 적용 시의 성능 향상도 없습니다.
반면, GIGABYTE는 PBO 적용 시 전압과 클록이 소폭 향상되었고, MSI는 기본 상태에서 가장 낮은 클록을 보였던 반면, PBO 적용 시의 성능 향상이 가장 크게 나타났습니다. 이런 결과로 볼 때 3종 마더보드 조건에서는 GIGABYTE가 현재까지는 비교적 균형잡힌 세팅으로 판단됩니다.
싱글 코어 실제 부스트 클록(평균값) 정리
반면, 싱글 코어 부스트 클록은 모든 조건에서 대동소이한 결과를 보여주었습니다. GIGABYTE와 MSI의 경우 최신 바이오스 버전에서 최고 클록이 높아진 것은 맞지만, 유동폭의 양상이 달라지기 때문에 결국 평균 클록은 초기 버전과 별 차이가 없습니다. 이런 특성으로 인해 실질적인 성능 차이로는 이어지지 않는다는 한계가 있죠. 이와 관련된 자세한 내용은 상단의 각 마더보드별 부스트 클록 주파수 측정 섹션에서 살펴보실 수 있습니다.
시스템 전체 소비전력 측정
시스템 소비전력입니다. PBO 미적용 시 ASUS가 유독 높은 소비전력을 보여주는 것은 앞선 내용에서 기술했듯이 CPU 전압과 클록이 높은 수준으로 유지되기 때문입니다. 따라서 가장 낮은 CPU 전압과 클록을 보여줬던 MSI의 낮은 소비전력 역시 동일한 맥락으로 설명할 수 있죠. 반면, PBO 적용 시의 소비전력은 대부분의 조건에서 평준화된 모습으로 나타납니다.
CPU 온도 측정
NZXT Kraken X72 장착 시의 CPU 온도입니다. 소비전력과 발열량은 비례 관계에 있기 때문에, 소비전력 그래프와 전반적인 양상이 상당히 흡사합니다. PBO 미적용 시에는 소비전력 순서대로 온도가 낮아지며, PBO 적용 시에는 72~73도 수준의 평준화된 온도를 보여줍니다.