스팀덱에서 언더클럭 및 언더볼딩 하는 방법

안녕하세요. 쿠루가이입니다. 오늘은 언더클럭과 언더볼팅에대해서 이야기 해볼까 합니다.
본격적으로 말씀 드리기 전에 먼저 용어 정리부터 하죠! 
 

언더클럭(UnderClock)이란?

언더클럭은 CPU, GPU가 가지는 성능보다 낮게 설정하는것을 말합니다. 즉, 나는 3GHz로 동작하는 CPU인데 이것을 2.4GHz로 낮춰서 사용한다는 의미지요. 자기가 가지는 성능보다 더 빡쎄게 굴리는 오버클럭과는 상반된 개념입니다.

왜 이런짓을 할까요? 그것은 '안정성' 때문입니다. 최대 성능을 낸다는것은 결국 전력을 많이 소모하게 된다는 의미이고 전력이 많이 소모되면 필연적으로 발열이 발생합니다. 이 발열로 인해서 기기 내부 온도가 100도까지 올라버리는 경우도 허다합니다.(대표적으로 맥미니2018 ㅂㄷㅂㄷ) 기기 내부에 온도가 높아버리면 다른 부품들의 납이 녹아 내릴수도 있고 부품 수명도 줄어들수 있기 때문에 CPU에서는 쓰로틀링이라는 기술을 사용해서 자동적으로 클럭을 낮춰서 온도를 내립니다. 쓰로틀링이 걸리게 되면 일시적으로 프레임 드랍이 발생하게됩니다.

또한 스팀덱 같이 모바일기기들은 배터리로 CPU, GPU를 구동하기때문에 전성비(전력 성능 비율)도 고려해야합니다. 전성비가 낮은 세팅은 그만큼 게임기를 자주 충전해주어야 하는 불편함이 생깁니다. 스팀덱에서 전력을 무제한으로 주는 경우 40프레임이 나온다고 햇을 때 80%만 줬을때 이보다 3프레임 낮은 37프레임이 나온다고 생각해봅시다. 여러분 같은 경우 3프레임 때문에 배터리 타임이 30분정도 준다고 하면 이대로 하실껀가요? 아니죠. 80%로 언더클럭해서 3프레임 손해보는게 훨씬 이익이니 언더클럭을 해줘야죠.ㅎㅎ
 

언더볼팅(UnderVolting)이란?

언더볼팅은 CPU,GPU가 동작하는 전압 이하로 설정하는것을 말합니다. CPU가 3.3V로 동작한다면 이를 3.2V, 3.1V로 설정해 열 발생을 줄이는것이지요. 왜냐하면 옴의 법칙에 의해서 '전력 = 전압 * 전류'이니까요. 전압을 낮추면 그만큼 전력이 낮아지는거고 전력이 낮아지면 발열도 덜 생기게 됩니다. 전력이 낮아졌으니까 성능이 더 저하되는게 아니냐는 생각이 드실텐데요. 의외로 성능이 높아질 수 있습니다.

어떤 모바일기기가 전체 15W까지만 사용할 수 있도록 설계되어 있다고 가정해봅시다. 그런데 CPU나 GPU가 각각 최대 15W까지 쓸수 있다고 하면...원래는 최대 성능을 내기위해는 전체 30W가 필요한 상황이죠? 하지만 이 기기는 15W까지만 쓸수 있기 때문에 CPU가 10W를 쓰면 GPU는 5W만 쓸수 있게 되는거죠. 결국 제 성능을 못내도록 설계되어 있다는 겁니다. 일종의 리미트라고 볼 수 있겠네요.

스팀덱이 딱 이렇게 동작합니다. 그래서 CPU, GPU의 전압을 낮춰서 사용하는 전력을 낮춘다면!? 낮춘만큼 여유가 생긴다는거잖아요? 결국 CPU, GPU에게 전력을 더 보내줄 수 있어서 성능향상이 된다는 시나리오입니다.

요약하면, 언더볼팅을 하면 전력에 여유가 생겨서(발열 하락), CPU와 GPU에게 더 많은 전력을 할당할 수 있어서 전성비가 좋아진다는 이야기입니다.
 

언더클럭, 언더볼팅 왜하는걸까?

저는 스팀덱을 몇시간씩 하는 스타일은 아니기때문에 전성비때문에 하는것은 하는것은 아니고요. 팬소리가 거슬려서 언더클럭 및 언더볼팅을 하게 되었습니다. 최대성능으로 사용하면 발열이 생기고 발열이 생기면 팬이 더 고속으로 돌게 되고 팬이 고속으로 돌면 결국 팬소음이 심하게 되는거죠. 팬속도가 2000~3000대까지는 버틸만한데요. 4000대가 넘어가지는순간 너무 팬소음이 심해져서 너무나도 거슬립니다.

언더클럭으로 주파수를 낮춰서 발열을 줄이고, 언더볼팅으로 전력을 낮게 설정해서 발열을 낮추는과 동시에 성능 향상까지 꾀한다면? 그야말로 전성비가 효율적인 상황으로 만들 수 있다는겁니다.

우리의 선구자님들께서는 이미 스팀덱에서 언더클럭과 언더볼팅을 할 수 있도록 친절하게 가이드를 제공해주고 있습니다.ㅎㅎ
 

스팀덱에서 언더클럭 하는 방법

데키로더 설치 > Power Tools 설치 > CPU 클럭을 2600 ~ 2800MHz, GPU를 1300 ~ 1400MHz로 설정합니다. 이 구간이 제일 전성비가 높다고 합니다. 저는 CPU 2600MHz, GPU 1300MHz로 설정했습니다.

혹시 데키로더 설치를 못하시는 분들은 아래글을 참고해주세요.
2023.02.20 - [스팀덱] - 스팀덱에서 VibrantDeck 로 화면을 화사하게 바꿔보자
 

스팀덱에서 언더볼팅하는 방법

언더볼팅은 스팀OS상에서는 할 수 없고 바이오스단에서 진행해야합니다.

먼저 준비물이 필요한데요. 키보드, USB메모리, 독이 필요합니다. 필요한 이유는 다음과 같습니다.
키보드는 중간 중간 YES키, 언더볼팅 값을 입력 할 때 필요합니다.
USB메모리는 언더볼팅 메뉴에 진입하기 위해서 필요합니다.

독은 스팀덱이 USB포트가 한개라서 USB메모리와 키보드를 동시에 연결 할 수 없기때문에 독이 필요합니다.

이제 언더볼팅을 해보죠. 잘 따라해주세요 :

1. 아래 사이트에서 AMD 바이오스 툴을 받아서 압축 해제 후, USB메모리에 복사합니다. 이 프로그램은 원래 스팀덱 전용이 아니고  AMD 노트북등에서 바이오스 접근이 막혀있거나 제한 되어있는데서 쓰던 툴입니다.
https://github.com/DavidS95/Smokeless_UMAF/blob/main/UniversalAMDFormBrowser.zip
 
2. 스팀덱의 전원을 완전히 끄고 전원 + 볼륨(-) 를 눌러서 부트매니저에서 진입 바이오스 진입 툴(SD/MMC)로 진입합니다. 저 같은 경우 볼륨(-)를누른 상태에서 전원 버튼을 눌렀다빼면 바로 부트매니저 화면이 나오더라고요.

3. Divice Manager > AMD CBS > SMU Debug Options > SMU Feature Config Limits로 진입해서 SVI3 Voltage Control을 auto에서 Manual로 변경합니다.

4. 이제 CPU, GPU의 언더볼팅값을 입력할수 있게 변경되었습니다. 

CPU 설정값
 - VDDCR_VDD Voltage Offset : <Negative>
 - VDDR VDD Voltage Offset : [20]
SoC 설정값
 - VDDCR_SOC Voltage Offset : <Auto>
 - VDDR SOC Voltage Offset :  [0]
GPU 설정값
 - VDDCR_GFX Voltage Offset : <Negative>
 - VDDR GFX Voltage Offset :  [40]
현재로서는 대표적인 안정 값은 20(CPU), 0(SOC-auto), 40(GPU)입니다. 일명 국민셋이라고도 합니다. 물론 기기따라 이 수준도 못 먹을수 있으며 이 이상은 기기 따라 편차가 있습니다. 여기서 주의할 점은 절대 SOC 설정을 건들지 말라는겁니다. CPU나 GPU는 설정이 잘못되고 복구할 수 잇는데 SOC는 방법이 없어서 RMA를 보낼 수 밖에 없다고 합니다.

5. B버튼을 계속 누르다 보면 대화상자가 나타나는데 키보드의 Y를 누릅니다.

6. 계속 B버튼을 누르면 초기화면으로 이동하고 Continue를 누릅니다. 이때 스팀덱의 A버튼을 누르니다. 그러면 재부팅하고 언더볼팅이 완료됩니다.