램오버 최대 전압 - laem-obeo choedae jeon-ab

내 램은 뿔딱이야...

 전압을 아무리 높여도 램클럭이 오를 기미가 보이지 않습니까? 저의 메모리 또한 그렇습니다. 저는 특이한 특성을 보이는 메모리를 가지고 있으며 이것의 클럭을 높이는 방법도 발견했습니다. 이름하여 '저전압 특화램' 입니다. 제 마음대로 지은 이름입니다만 일단 마음에 듭니다. 여러분의 램도 '저전압 특화램' 일 수 있습니다. 저는 이러한 램을 가지고도 라이젠이 제공하는 한계까지 클럭을 끌어올릴 수 있었습니다.

 메모리 오버클릭은 말 그대로 메모리를 기본 클럭보다 높은 속도로 작동하도록 클럭을 높이는 행위를 말합니다. 메모리 클럭의 상승은 컴퓨터의 처리 속도, 즉 성능 향상으로 직결됩니다.

 AMD 라이젠 CPU로 구성된 시스템의 경우 메모리가 보통 2,666MHz의 기본클럭으로 작동합니다. 보통 3,200MHz까지는 쉽게 오버클럭이 가능하며 그 이상의 클럭은 그 메모리가 지닌 고유한 수율에 따라 결정됩니다. 높은 수치의 오버클럭이 가능한 메모리를 수율이 높은 메모리라고 합니다. 3세대 AMD 라이젠 CPU의 경우 최대 3,800MHz까지 유효클럭을 올릴 수 있습니다.

 메모리를 오버클럭하기 위해서는 먼저 메모리 칩의 제조사부터 알아봐야 합니다. 제조사에 따라 오버가 들어가는 클럭이나 전압이 제각각이기 때문입니다. 보통 삼성이나 하이닉스, 마이크론에서 메모리 칩이 제조되고 이를 지스킬이나 커세어등의 업체에서 얼마 정도의 클럭까지 오버가 가능한지 수율을 테스트해서 튜닝 메모리로 출시하여 판매합니다. 물론 튜닝 메모리가 아닌, 삼성이나 하이닉스에서 제조한 램을 소비자가 그대로 구입하여 오버클럭을 시도해도 됩니다.

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G.SKILL 3200(PC4-25600) CL16 TRIDENT Z NEO 8G x 4

 G.SKILL PC4-25600 CL16 TRIDENT Z NEO 8G x 4 라는 상품명으로 판매되고 있는 이 지스킬 메모리의 모듈 정확한 모듈 명칭은 G.Skill F4-3200C16-8GTZN 입니다. 보통, 제품 박스에 표기되어 있고 제품 페이지를 통해서도 알 수 있습니다.

 이제 G.Skill F4-3200C16-8GTZN 모듈의 칩 제조사를 알아봐야 합니다. 이는 검색을 통해 알아봐야 합니다.

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 이 모듈의 경우 칩 제조사가 애매합니다. 컴퓨터 부품 제조사인 Asus 에서는 Samsung 으로 표기하고 있습니다. 반면에 다른 제조사인 Asrock 에서는 Hynix 로 표기하고 있습니다.

 왜 이런일이 생겼는지 생각해봤습니다. G.SKILL PC4-25600 CL16 TRIDENT Z NEO 로 판매되는 튜닝 메모리는 같은 제품임에도 삼성칩이 사용되는 경우도 있고 하이닉스칩이 사용되는 경우도 있다고 결론을 내렸습니다. 제조사가 다르더라도 표기 클럭만 맞춰서 출시하면 되기에 혼용을 하는 듯 합니다.

 이럴 경우 메모리 방열판을 뜯어서 안에 어느 회사의 칩이 들어있는지 직접 확인해도 되지만 번거로운 작업이 되기 때문에 메모리 정보를 읽어 들일 수 있는 프로그램을 사용하는 것이 간편합니다. 이런 쪽으로는 타이푼 버너가 가장 유명합니다.

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 타이푼 버너로 메모리 정보를 직접 읽어보니 Samsung B die: K4A8G085WB-BCPB 로 나타납니다. 흔히 삼성 B 다이라고 불립니다. 삼성 B 다이의 경우 상당히 널리 쓰이기 때문에 오버가 가능한 클럭이나 전압을 쉽게 찾아 볼 수 있습니다.

 이제 칩 제조사를 확인하였으니 여기에 맞추어 클럭과 전압을 메인보드의 바이오스를 통하여 입력하고 HCI MemTest나 TestMem과 같은 메모리 테스트 소프트웨어를 통하여 자신의 메모리가 올바로 작동하고 있는지 확인만 하면 됩니다.

 이렇게 안정성을 확인하는 과정을 메모리 안정화라고 합니다. 만약 문제가 있다고 확인되면 클럭이나 전압을 바꿔서 다시 테스트해야 합니다. 메모리 오버클럭은 이 과정을 계속 반복하는 것이라고 보시면 됩니다.

 CPU나 메인보드 등 자신의 사용환경에 따라서도 들어가는 클럭이 달라지기 때문에 널리 알려진 값을 넣더라고 안정화는 필수적으로 거쳐야 합니다. 자세한 안정화 과정은 이미 많은 분들에 의해서 알려져 있기에 여기서는 다루지 않겠습니다.

3200MHz CL16 지스킬 램의 풀뱅크 오버클럭에 도전

저의 사용 환경은 다음과 같습니다.
CPU: 라이젠 3700X / 메인보드: ASUS PRIME X470-PRO / 바이오스: 5601(2020/07/17)

 일단, '삼성 B 다이' 임에도 아래에 언급할 특성으로 인하여 오버가 힘듭니다. 수율 좋은 B 다이는 당연히 더 비싼 고클럭 제품군으로 빠졌으니 감안 해야겠습니다.

 더욱이 메모리를 4개 모두 장착하는 것, 일명 풀뱅크는 2개를 장착하는 것보다 오버클럭 난이도도 상당히 높고 한계 클럭도 낮아질 수 밖에 없습니다. 이는 CPU와 메모리간의 연결 구조에 따른 어쩔 수 없는 한계입니다.

 따라서 메모리 2개를 빼버리면 왠지 클럭이 쉽사리 쭉쭉 올라갈 거 같지만 메인보드의 메모리 뱅크 2개가 허전하게 비어있는 것을 보는건 역시나 뭔가 허전하고 외관상 이유로 성에 차지 않기에 풀뱅크로 오버클럭에 도전하였습니다.


 이 삼성 B 다이 램의 특성이라면 고 전압을 안먹습니다. 램 전압이 1.36v 를 넘어서면 안정화가 대단히 어려워졌습니다. 또한 전압을 높이면 높일 수록 안정화와는 거리가 멀어졌습니다. 

 하지만 특성을 알고 그에 따라 대처하면 고클럭 오버도 불가능하지는 않은 듯 합니다. 이 램을 그냥 뿔딱이라고 부르기엔 일단 고클럭이 들어갑니다.

 '램 전압 1.36V 를 벗어나지 않는다'는 조건에서 라이젠 최대 램 클럭(3800)을 이끌어 내는 것은 괴리감이 있어 보입니다. 더구나 저의 상식으론 수율이 좋지 않은 램에서 고클럭을 위해서는 고전압이 필수로 여겨졌습니다. 따라서 이것은 거의 불가능해 보였습니다. 하지만 돌파구는 있었습니다. 바로 SOC, VTT, VDDP, VDDG 와 같은 전압들의 조정이있고 이를 통해 차츰 안정화를 시켜나가는데 성공했습니다. 맞습니다. 램 전압만 전압이 아닙니다 ! 왜 이생각을 못 했을까요 !

 SOC 전압과 VTT 전압의 변경(상승, 경우에 따라 하강)은 비교적 낮은 DRAM 전압 환경에서도 고클럭 달성을 가능하게 해줬습니다. VDDP 및 VDDG 전압의 변경은 안정성을 높여줬습니다. tFAW 값은 최대한 다 풀어버리십시오. 안정성을 대폭 올려주며 불가능을 가능하게 해줬습니다.

 오버클럭된 메모리의 안정화는 Memtest 를 통해 이루어졌습니다.

 부팅조차 안 되던 값을 부팅이라도 되게, Memtest 에서 5초를 버티는 것을 10초라도 버티게, 이것을 다시 30초로, 1분으로, 5분으로, 10분으로... 이것은 기나긴 여정이었습니다.

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 모든 세부 값들을 하나하나 변경하며 결과를 기록하고 체크해갔습니다. 수백 회의 테스트에도 불구하고 Memtest 10% 를 넘어서는 것은 불가능에 가까워 보였습니다.

 하지만 우연히 극적으로 돌파구(MemCadBus, tFAW 의 변경 등, 상세한 값은 하단을 참고)를 찾아냈고 30%, 50% 까지 끌어올린 끝에 결국은 100%를 달성했습니다. 보통 400% 이상을 권장하지만 더 이상의 테스트는 안 했습니다. 오랜 테스트에 너무 지쳤기 때문입니다.

번외 - 이 게임은 램을 잘 갈구는 듯 합니다

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 사실 약 한달전에 AIDA 64의 시스템 안정성 검사를 통하여 램오버 안정화를 마쳤으나 검은사막 플레이 중 오류가 빈번하게 발생하여 Memtest 를 돌려보니 5초(...)만에 오류가 발생하였고 다시 안정화를 보는 과정에서 위의 험난한 여정이 시작되었습니다. AIDA 64 에서는 깊이 들어가는 램타이밍이나 VDDP, VDDG 와 같은 전압값들을 건드리지 않아도 충분히 안정화가 가능했었습니다.

 Memtest 100%를 달성한 뒤로는  해당 게임에서 단 한 차례도 오류가 나거나 튕기지 않고 있습니다. 아이러니하게도 쉽게 통과했던 AIDA 64는 통과하지 못하고 있네요(...). 어쨌건 해당 게임에서의 안정성은 눈부시게 향상되었습니다. 거의 10분마다 픽픽 꺼지거나 블루스크린을 보여줬으니까요. 심리스 방식의 월드 구현이기에 끊임없이 맵을 읽어야 하는 데다 위의 스크린샷과 같이 게임 내 식재라던가 오브젝트가 상당히 많은 것도 한몫했으리라 여겨집니다. 여기에 더하여 메모리 사용을 늘려 프레임 향상을 도모하는 옵션도 켰고요.

최종적으로, 이 뿔딱램은 라이젠 3700X 환경에서 1.34V의 램전압으로 3800MHz CL18 로 오버클릭이 가능했습니다.

3200MHz의 메모리를 무려 3800MHz로 끌어올렸습니다! 이러한 스펙의 메모리는 거의 2배의 가격에 판매되고 있으니 왠지 돈을 번 기분입니다.

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3800MHz CL18 - 22 - 22 - 42 세부 렘타이밍

 tFAW를 54까지 풀어주는 것은 Memtest 에서의 안정성 향상에 큰 도움이 되었습니다.

 3733MHz 에서는 40정도의 tFAW 값도 안정적이었습니다..

 tRTP 14, tRDWR 12 로 사용중입니다.

 위의 스크린샷 상에서 나타나지 않은 값은 다음과 같습니다.

 ASUS PRIME X470-PRO 메인보드 기준이며 다른 보드들은 항목이나 이름이 약간 다를 수 있습니다.

 CPU 설정 값:

CPU Configuration - PSS Support - Disable (쿨엔콰이트와 비슷한 기능입니다. 3800 클럭을 위해서는 Disable이 필요했습니다)
PBO - Disable (메모리 오버를 위해서 PBO를 끄고 CPU 클럭 배수를 38~42 정도로 고정시키면 됩니다)
CPU 전압 - AUTO

 RAM 세부 타이밍:

Memory Frequency - 3800 / FCLK Frequency - 1900tCL 18 / tRCDWR 22 / tRCDRD 22 / tRP 22 / rRAS 42 / tRC 68
tRRDS 8 / tRRDL 11 / fFAW 54 tWRTS 5 tWTRL 14 tWR 24 Trcpage auto
tRDRD SCL 5 tWRWR SCL 5 tRFC 656 tRFC2 495 tRFC4 305
tCWL 18 tRTP 14 tRDWR 12 tWRRD 7 tWRWRSc 1 tWRWRSd 7 tWRWRDd7 TrdrdSc1 TrdrdSd 5 TrdrdDd 5 Tcke 1

 RAM 전압 설정 값:

DRAM Voltage - 1.34 (자신에게 맞는 값을 찾는게 중요합니다.)

DIGI+ VRM
 VDDCR SOC Current - 100% (또는 110%)
 VDDRC Soc Load Line Calibration - 기본값 (값의 변경은 Memtest 를 통한 안정화에 도움이 되지 않았습니다)
 VDDRC Soc Power Phase Control -기본값 (값의 변경은 Memtest 를 통한 안정화에 도움이 되지 않았습니다)

VDDCR SOC Voltage - 1.10000

VTTDDR Voltage - 0.71000 (또는 0.675) (자신에게 맞는 값을 찾는게 중요합니다.)

VDDG CCD Voltage Control - 1.050
VDDG IOD Voltage Control  - 1.000
DRAM Timing Control - CLDO VDDP voltage - 0.950

DRAM Timing Control
 ProcODT - 48 ohm, RttNom - RZQ7, RttWr - RZQ3, Rtt Park - RZQ1
 MemCadBus: Clk - 40.0, AddrCmd - 24.0, CsOdt - 24.0, Cke - 24.0