라이젠 클럭 부스팅 매커니즘과 온도

CPU/메인보드/램 게시판 - 젠4 라이젠 7000 vs. 14세대 랩터레이크 리프레시

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16 라이젠 클럭 부스팅 매커니즘과 온도 눔눔 13 3461 2021.05.31 15:23

*2000시리즈 이후 라이젠 CPU에만 해당되며, 본 글은 5000시리즈인 버미어를 기반으로 합니다. 라이젠의 CPU의 기본적인 클럭 부스팅 기술은 Precision Boost 2(PB2), Extended Frequency Range 2(XFR2) 이 2가지입니다. Precision Boost 2(PB2)PB2는 가장 기본적인 라이젠의 클럭 부스팅 기술로, CPU가 온도 및 전력 소모 등 다양한 정보를 모니터링 하여 자동으로 25MHz씩 클럭을 올리는 기술입니다. *자세한 내용은 <a href="https://www.amd.com/ko/support/kb/faq/cpu-pb2" target="_blank">https://www.amd.com/ko/support/kb/faq/cpu-pb2</a> 참조. Extended Frequency Range 2(XFR2)냉각 성능이 여유로울 때 가능하다면 다중 코어의 클럭을 올리는 기술로, CPU 온도와 그 주변부 온도가 60도이하 일때 다중코어의 클럭이 최대가 됩니다. 라이젠 클럭 부스팅 매커니즘라이젠 CPU의 클럭 부스팅은 온도, SoC Power, VRM Current 3가지 요소에 의해 결정됩니다. 온도는 CPU 온도와 그 주변부 온도를 이야기 하며, SoC Power는 CPU가 끌어 쓸 수 있는 총 전력량을 가리키며, VRM Current는 메인보드의 전원부로부터 끌어 쓸 수 있는 전류량을 의미합니다. AMD는 SoC Power를 PPT로 VRM Current를 TDC, EDC로 단순화 시킵니다. PPT는 소켓이 CPU가 끌어 쓸 수 있게 공급 가능한 총전력량입니다.TDC는  CPU가 전원부로 부터 끌어 올 수 있는 지속적인 전류량 이고,EDC는 CPU가 전원부로 부터 끌어 올 수 있는 단기적인 높은 전류량입니다.  TDC, EDC는 인텔 CPU의 long-duration, short-duration과 유사한 개념입니다. 그리고 AMD는 라이젠 CPU를 TDP 65W(5600X), 105W(5800X, 5900X 5950X)로 2분류로 나누는데,  각각 SoC Power(PPT), VRM Current(TDC, EDC)값의 기본값이 존재하고, CPU는 일반적으로 이 기본값 안에서만 작동합니다. <table class="table table-bordered"><tbody><tr><td style="text-align: center;"> </td><td style="text-align: center;">TDC</td><td style="text-align: center;">EDC</td><td style="text-align: center;">PPT</td></tr><tr><td style="text-align: center;">65W</td><td style="text-align: center;">60A</td><td style="text-align: center;">90A</td><td style="text-align: center;">88W</td></tr><tr><td style="text-align: center;">105W</td><td style="text-align: center;">95A</td><td style="text-align: center;">140A</td><td style="text-align: center;">142W</td></tr></tbody></table><img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2021/05/31/b89b2344b95b4de420b31291d562cfc9.png" alt="퀘이사존"> 이 그림은 105W  라이젠 CPU의 다중코어 부스팅 매커니즘을 그림으로 표현한 것입니다. 차지하는 면적이 더 넓을수록 다중코어 부스트 클럭이 더 커집니다.  주황색 범위가 PB2의 다중코어 부스트의 범위입니다. 아까 말했듯이 SoC Power, VRM Current는 정해진 기본값이 있습니다. 그래서 변하지 않는 수치이지만, 온도는 부하와 쿨링환경에 따라 변합니다. 그래서 온도가 높아질수록 주황색의 면적이 감소, 즉 PB2의 다중코어 부스트 클럭이 낮아집니다. 기본적으로  앞서 이야기했던 XFR2도 적용됩니다. XFR2는 CPU와 그 주변부 온도가 60도 미만일때 모든 코어 클럭을 최대로 합니다.(이론상 단일 코어 클럭 부스트까지 상승) 그래서 온도가 60도 미만일때 XFR2가 적용되는데 추가로 얻은 빨간색 면적이 XFR2로 얻은 다중코어 부스트의 범위입니다. 참고로 60도 미만일 경우 부스트클럭이 최대이기 때문에, 온도가 더 낮아져도 다중코어 부스트 클럭은 더 올라가지 않습니다.  PBO(Precision Boost Overdrive)의 적용이론상 라이젠 CPU는 온도가 60도 미만이라면 모든 코어 부하 상황에서 모든 코어의 클럭이, 단일코어 최대 클럭까지 상승합니다. 하지만 앞서 이야기했듯이 라이젠 클럭의 부스팅 매커니즘은 온도 뿐만 아니라 SoC Power, VRM Current에 영향을 받습니다. 그래서 SoC Power와 VRM Current를 많이 끌어써야 하는 고부하 상황에서는 온도가 아무리 60도 미만이라도 제약이 생겨 클럭이 더 상승하지 못합니다. 그래서 SoC Power, VRM Current의 제약을 풀어야 하는데,  제약을 푸는 게 PBO입니다. <img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2021/05/31/dadb659da93a75292e66438ea6c2e3d0.png" alt="퀘이사존"> 그림과 같이 SoC Power(PPT) VRM Current(TDC, EDC)를 정해진 기본값보다 더 풀어 CPU의 다중코어 부스트 범위를 늘리는게 PBO입니다. 그래서 이름마저도 Precision Boost Overdrive입니다. 그래서 PBO는 SoC Power, VRM Current를 제외하고는 PB2와 XFR2에 종속되어 있습니다. PB2와 XFR2에 적용된 온도 제약 조건도 PBO에 똑같이 적용됩니다.(참고로 이를 역으로 이용해 SoC Power, VRM Current를 정해진 기본값 보다 줄여, 다중코어 부스트클럭을 줄여 전력소모를 낮추는게 PBO ECO 입니다.) <img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2021/05/31/e0dae5add89692fdafe15baaf33fef82.jpg" alt="퀘이사존" style="background-color: initial;"> 그리고 PBO는 PB2와 XFR2에 종속되어 있기때문에, 일반적으로 PBO의 클럭은 PB2와 XFR2의 단일코어 부스트 클럭 이상 작동할 수 없습니다.(이를 해제하는게 AUTO O.C) 단지, 다중 코어 부하 상황에서 다중 코어 클럭만 올릴 수 있습니다. PBO와 온도그런데, SoC Power, VRM Current를 기본값보다 더 풀어 더 많은 값을 주는 행위는 CPU가 더 많은 전력소모를 일으킨다는 것을 의미하고, CPU에 인가되는 전압을 높인다는 것을 의미합니다. 반도체에서 더 많은 전력소모와 전압을 높이는 행위는 반도체의 온도 상승을 일으킵니다. 즉 CPU의 온도를 상승시킵니다. 앞서 이야기 했듯이, 라이젠 클럭 부스팅 매커니즘에 영향을 주는 요소 중 온도도 있기 때문에, 온도가 상승하게 되면 CPU의 다중코어 부스트 범위의 면적이 감소, 즉 CPU의 다중코어 부스트 클럭이 줄어들게 됩니다.  그러기 때문에 라이젠 CPU는 온도 관리 또한 매우 중요합니다. 만약 PBO를 사용한다면 사용하는 용도에 따라 온도의 균형점을 맞추는게 중요합니다. (EX. CPU 부하가 비교적 적은 환경에서는 조금 성능이 떨어지는 쿨러를 사용해도 무방하나, CPU 부하가 큰 환경에서는 성능이 좋은 쿨러를 사용하는게 좋습니다.)

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