Aida64의 불편한 진실

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11-08

15 Aida64의 불편한 진실 네프티 8 2113 2025.07.26 13:32

다들 벤치마킹 하시고 오버클럭 하시면서 Aida64의 Latency 부분 줄여나가는 일이 무척 중요하다는거 익히 알고계실겁니다. 이것은 지연시간인데 메모리의 정보를 읽고 쓰는데 걸리는 지연시간이 줄어들수록 게임의 하위프레임 방어에 유리하기 때문이죠. 그렇게 알려져있죠 실제로 정말 레이턴시가 내려가면 게임에 도움이 될까에 대해서 조금 이론적 바탕을 설명드리고 실제로 레이턴시를 제대로 측정하려면 어떻게 해야하는지 알려드리겠습니다. <hr>배경 먼저 우리 SDDDRRAM5(Synchronized Dynamic Double Data Rate Random Access Memory 5)에 대해서 알아보겠습니다. 어느정도 다들 아시겠지만 이들의 작동 원리를 조금 서술해보겠습니다. 먼저 CPU에는 메모리 컨트롤러가 있고 컨트롤러는 채널을 갖습니다. 채널은 다시 슬롯을 갖는데 보통 1채널당 2슬롯입니다(보통 수준이 아니라 이게 아닌걸 찾기 힘들죠). 그 안에는 메모리 스틱을 꼽습니다. 메모리 컨트롤러의 역할은 메모리에 저장된 데이터를 끄집어내서 CPU바로 옆에 두거나 혹은 코어의 요청에 따라 논코어 파트들간의 통신에 따라 캐시미스(캐시에 데이터가 없는게 확인될 때)가 나면 메모리에 가서 정보를 확인합니다. 메모리는 내부에 소자를 갖고있습니다. 작은 트렌지스터이지만 전기를 충전받으면 유지가 됩니다(그러나 정말 잠시입니다). 그런데 여러분이 만약 주소지가 안 쓰여진 동내에서 배달을 해야한다고 상상해봅니다. 일일이 그 건물들에 가봐야겠죠? 그러나 주소가 있으면 빠르게 도달할 수 있습니다. 메모리의 유닛들은 이 주소를 최대한 빠르게 추적하는데 초점이 맞춰져 있습니다. 소자 자체가 0/1을 알려주는 속도는 역사적으로 그리 빨라지지 않았습니다. 그 대신 이 주소를 찾는 능력과 전력관리 그리고 기타 신호 무결성 등등이 발전한거죠.  먼저 뱅크그룹이 있습니다. 메모리 칩 내부에서 제일 큰 단위예요. 뱅크그룹 내부에는 뱅크가 여럿 있는데 뱅크를 여러개 넣고 더 많이 쪼갤수록 유리합니다 그게 DDR5와 DDR4의 핵심 차이죠. DDR5는 태생이 3200을 넘도록 설계되었는데 같은 3200에 타이밍 똑같이 두면 DDR5가 빠릅니다. 뱅크그룹 안에는 뱅크와 컨트롤러 등등이 있는데 이 뱅크그룹 속에서 어디를 읽고 쓸지 정해집니다. 정해졌으면 일단 행과 열을 디코딩 해야하는데 그냥 "주소값을 알아듣기"라고 생각하면 돼요. 그리고 주소가 확정되면 해당 주소를 읽는데 하나만 읽는게 아니고 8개를 한꺼번에 읽습니다. 그리고 그 데이터를 좀 증폭시켜서(이 증폭에 필요한 전압들이 VDDQ) 컨트롤러에게 보내든 반대로 8개를 한꺼번에 받은 내용으로 수정하든 합니다. 여러분은 익히 "디지털"이라는 단어를 알지만 정확한 뜻은 모르실 수도 있어요. 디지털이란 유한한 데이터라고 보시면 됩니다. 3.333... 이런건 디지털이 아니예요. 3.333 이건 디지털입니다. 끝이 있기 때문이고 유한하기 때문이죠. 이 디지털이 작동하려면 부품 속에 유닛(일종의 부품)들끼리리 소통이 필요한데 이 소통할 타이밍을 정하는게 클럭입니다. 똑딱 똑딱 하면서 다음 유닛으로 데이터를 넘겨요(이런 아주 원시적 데이터를 마이크로 오퍼레이션이라 합니다). CPU코어도 그렇고 그래픽카드도 그렇고 램도 그렇고 다들 클럭이 똑딱똑딱 해야만 작동해요. 당연하지만 클럭이 너무 빠르면 일이 처리되기도 전에 데이터를 넘겨줘버려서 오류가 발생합니다. 램은 이 클럭신호를 둘 받습니다. 하나 꺼질 때 하나 켜지거든요. 이 때 두 클럭이 교차하는 지점이 둘 생겨요(앞/두) 이 교차점에서 데이터를 전송합니다. 그래서 더블 데이터레이트라고 하는거예요. 명령어나 스트로브(신호가 맞다는걸 보장해주는 또다른 신호)같은건 여전히 표기된 속도의 절반으로 작동합니다. 용도나 구조에 따라 어떤 메모리는 이게 8비트이기도 하고 4비트이기도 하고 16비트이기도 하고 그래요. 그러나 우리는 8비트만 알면 그만입니다.  한편 메모리 내부에서는 신호 증폭도 해야하고 주소도 알아내야하니 여유가 필요해요(그런데 스스로 일이 끝났는지도 몰라요). 그래서 CPU의 메모리 컨트롤러는 그걸 기다려야하는데 그 기다리기가 타이밍입니다. 여러분은 이 타이밍을 조임으로서 지연시간을 0.1ns라도 줄여보려고 하시곤 하죠. Aida64... 기준으론요...<hr> 이제 본론 지루한 글 읽느라 수고하셨습니다. 이제 본론으로 돌아가죠. 이 지연시간과 대역폭 측정에 관한겁니다. <img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2025/07/26/1f6a1512a219eff57f3769a7b96f8669.png" alt="퀘이사존"> 이 사진은 Clam 메모리 테스트 프로그램입니다. Aida64보다 훨씬 다양한 데이터크기를 각각 비교해줍니다. 보시는 바와 같이 32킬로바이트 (32,768바이트, 262,144비트)를 읽고 쓰는데는 1만 기가바이트를 넘는 대역폭을 보여줍니다. 그리고 이 대역폭이 600킬로바이트(614,400바이트, 4,915,200비트)까지는 유지가 됩니다. 그리고 그 이후부터 떨어져요. 참고로 이 컴퓨터는 양면램 풀뱅크 6000MT/s입니다. 그렇게 갑자기 내려온 속도가 느닷없이 4096킬로바이트에서 조금 빨라집니다. 그리고 유지되다가 다시 내려가고 39216킬로바이트(약 32메가바이트)에서 뚝 떨어지기 시작합니다. 어때요? 자료의 크기에 따라서 대역폭이 정말 다르죠? Aida64는 이런걸 거의 보여주지 않으면서 레이턴시를 알리기에 실질적으로 해당 클럭과 해당 타이밍이 게임에 최적인지는 점수만 잘나와선 알 수 없습니다. 아예 영향이 없거나 느릴 수도 있어요. 앞서 설명드렸듯 디지털 기기는 클럭이 있고 메모리 컨트롤러와 메모리는 대역폭이 있습니다. 그 대역폭과 속도가 아주 알맞게 혹은 부담이 없는 크기에서 왔다갔다 해야하고 이 마저도 가능하면 캐시에서만 머무르는게 최상입니다. 그리고 그건 미지수입니다... <img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2025/07/26/cda8e9576635d5b6aa2345c51e0a8173.png" alt="퀘이사존"> 이번엔 레이턴시입니다. 메모리엔 페이지라는 정해진 크기가 있는데 그 크기를 맞춰서 측정하는겁니다. 사이즈가 작으면 32킬로바이트까지 거의 동일한 속도로 그것도 무려 0.7ns라는 속도로 말이죠. (다만 이 속도는 캐시의 속도일 가능성이 매우 농후합니다) 이번엔 데이터 사이즈를 줄여서 128, 256을 테스트 해보죠. <img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2025/07/26/42ffffa919d97fc6bc8b418949ebbd49.png" alt="퀘이사존"> <img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2025/07/26/3fbb37b315df55a685c1823452307045.png" alt="퀘이사존"> 굉장히 의미있는 그래프가 나오죠? 특정 구간에서 빨라지는 현상이 생기고 테스트 방식(그것이 명령어든 무엇이든)에 따라 편차도 크다는걸 알 수 있죠.  <img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2025/07/26/6c3e47a3bcf9e566402bf74301b89e74.png" alt="퀘이사존"> <img src="https://img2.quasarzone.com/editor/2025/07/26/fd317728a7d463b318bbb296d3e3ff51.png" alt="퀘이사존"> 그래서 읽기와 쓰기를 512로도 진행해보니 그래프가 정말 의미있어집니다. 메모리 뿐만 아니라 인피니티 패브릭의 속도에서도 매우 큰 영향이 있을것으로 보이네요. 여기서 속도가 빠르고 일정한 1024KB의 영역은 캐시의 영역으로 봐도 무방해보입니다. 아무래도 이 프로그램 제작자가 캐시미스를 의도하게 만들지 못했을 가능성이 커보여요. 이런 디지털 시스템은 하나의 주기를 갖고 그 패턴을 반복하는 경우가 아주아주 많습니다. 그 주기에 데이터 사이즈가 충분히 맞아주면 속도가 충분히 빠르지만 주기를 1클럭이라도 더 먹는 순간부터 한번더<strike>너에게</strike> 작업을 해야하는거죠. 이 주기와 속도는 인피니티 페브릭(1:2모드일 때만)이랑 다른 컴퍼넌트들이 결합되어 만들어지게되고 서로 갖는 주기도 다릅니다. 그래서 리프레시 인터벌을 최대치로 하면 레이턴시가 어마어마하게 줄어드는 이유도 이 때문입니다. 한 주기마다 해줘야할 대청소 작업을 6번에 한번 하는것으로 하게되니 그만큼 수용 가능한 대역폭도 늘어나게 됩니다. 여기 이상부터는 제 추측입니다. 1:2 모드는 2:3비율로 멤클럭과 FCLK를 맞춰주면 훨씬 안정적이고 선형적인 속도를 맛볼 수 있어요. 어차피 6000MT/s를 넘으면 FCLK도 오버클럭 하게 되어있습니다. 이 최적화가 메모리의 주기와 함께 데이터 대역폭에 영향을 주는거로 보입니다. 현재 6000(3000)에 2000인 상태입니다. 조금 현실적인 이야기도 해보죠. 요즘 트렌드는 그래픽카드에다 메트릭스(회전이나 뒤집기 등 각종 선형대수학에서 나온 그것...)를 쏴주기보단 그냥 CPU에서 애니메이션을 처리해버리고 새로운 메쉬(모델의 기하학적 데이터)를 쏴줘서 화면 그리기에만 집중하도록 하는 방식이 많아졌습니다. 때문에 대역폭 문제는 큰 이슈가 맞습니다. 또한 캐시메모리에 대해서도 좀 이야기할게 있죠. 캐시메모리는 캐시힛/미스 문제를 떠나서 캐시블록이라는 단위로 작동합니다. 이게 64KB이며 이 64KB가 여러개 존재합니다. 그 한계를 넘어서면 넘어선 부분은 무조건 캐시미스가 발생합니다. 즉, 데이터가 일정 이상 크면 캐시메모리도 소용 없어요. 결과적으로 그러한 대역폭 이슈를 다루는데 있어 우리는 더 정밀하고 심도있는 시야와 열린 마음가짐으로 오버클럭을 해야한다고 생각해요. 하지만 오늘의 결론은 정말 간단합니다. 0. Aida64 레이턴시에 목맬필요 없다1. 오버클럭은 "잘"하는것보단 약하게나마 하는게 안하는것보다 낫다2. 반도체는 여전히 미지의 세계다3. DDR5는 훌륭하다4. 메모리를 오버클럭해도 CPU 내부의 문제를 절대 무시할 수 없다5. 욕심부릴필요 없다 --------------------------------------------------- 수정: 캐시메모리에 대한 설명 일부 추가.

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