약 40달러(약 5만 원)의 가격으로 탁월한 가성비를 자랑하는 라즈베리 파이 4(Raspberry Pi 4)는 이미 강력한 싱글보드 컴퓨터입니다. 하지만 오버클럭을 활용하면 이 작은 보드에서 더 많은 성능을 끌어낼 수 있습니다.
CPU와 GPU를 오버클럭하면 눈에 띄는 성능 향상을 기대할 수 있으며, 게임 실행, 고해상도 미디어 스트리밍, 미니 노트북으로 활용하는 등 리소스가 많이 필요한 작업을 수행할 때 특히 유용합니다.
추가 성능을 어떤 용도로 활용하든, 이 글을 끝까지 읽고 나면 라즈베리 파이 4의 CPU와 GPU를 성공적으로 업그레이드할 수 있을 것입니다.
시작하기 전에: 오버클럭에 대해 알아야 할 모든 것
오버클럭이란 CPU와 메모리를 공식 사양보다 더 높은 속도로 동작하도록 설정하는 것을 의미합니다.
성능상의 이점에도 불구하고 많은 사람들이 제품 보증이 무효화될까 봐 오버클럭을 꺼립니다. 다행히 다른 제조사와 달리 라즈베리 파이 재단(Raspberry Pi Foundation)은 오버클럭을 공식적으로 지원하므로, 이 튜토리얼을 따라 해도 보증에는 문제가 없습니다.
다만 일부 수정 작업, 예를 들어 '오버볼팅(overvolting)'처럼 전압을 과도하게 올리는 행위는 보증을 무효로 만들 수 있습니다. 이 글 외에 다른 방식으로 기기 성능을 높이고 싶다면, 실수로 보증을 잃지 않도록 반드시 라즈베리 파이 재단의 공식 가이드라인을 꼼꼼히 확인하세요!
준비물
이 튜토리얼을 완료하려면 다음 항목들이 필요합니다:
- 라즈베리 파이 4
- 키보드와 라즈베리 파이에 연결할 수 있는 방법
- 모니터
- 마이크로 HDMI 케이블
- SD 카드: 사용 중인 라즈베리 파이 모델과 호환되는 제품. 진행 과정에서 SD 카드가 포맷되므로, 중요한 데이터가 없는 카드를 준비하세요.
- 품질 좋은 전원 어댑터: 기본 클럭으로 라즈베리 파이 4를 구동할 때는 호환되는 서드파티 전원 어댑터도 충분하지만, 오버클럭을 계획하고 있다면 정품 라즈베리 파이 유니버설 파워 서플라이(Universal Power Supply)를 사용하는 것이 좋습니다. 정품 전원을 사용하면 오버클럭 상태에서도 안정적인 전력 공급을 확신할 수 있습니다.
- 냉각 장치: 프로세서가 열심히 작동할수록 발열도 커집니다. 라즈베리 파이의 열을 충분히 식혀주지 않으면 곧바로 쓰로틀링(thermal throttling) 지점에 도달해 오버클럭의 효과를 온전히 누릴 수 없습니다. 히트싱크, 단독 팬 또는 팬이 내장된 케이스 등 다양한 냉각 옵션이 있으며, 도전정신이 있다면 직접 수랭 시스템을 만들어 보는 것도 좋습니다!
준비물이 갖춰졌다면, 이제 CPU와 GPU를 부스트할 차례입니다.
라즈베리 파이 OS 설치하기
이 튜토리얼에서는 Etcher를 사용해 SD 카드에 라즈비안(Raspbian) 운영체제를 기록합니다. 아직 Etcher가 설치되어 있지 않다면 Balena 웹사이트에서 무료로 다운로드할 수 있습니다.
- 라즈비안 웹사이트에 접속해 최신 버전을 다운로드합니다.
- SD 카드를 노트북이나 PC에 삽입합니다.
- Etcher 앱을 실행합니다.
- Etcher에서 “Select image”를 클릭하고 방금 다운로드한 라즈비안 시스템 이미지를 선택합니다.
- “Select target”을 클릭하고 대상 부팅 매체, 즉 SD 카드를 지정합니다.
이제 Etcher가 SD 카드에 라즈비안 시스템 이미지를 플래싱합니다.
라즈비안 부팅하기
라즈비안 설치가 완료되면:
- 노트북이나 PC에서 SD 카드를 분리해 라즈베리 파이에 삽입합니다.
- 마이크로 HDMI 케이블로 모니터를 라즈베리 파이에 연결합니다.
- 키보드를 라즈베리 파이에 연결합니다.
- 라즈베리 파이를 전원에 연결합니다.
라즈비안이 자동으로 부팅됩니다.
최신 펌웨어로 업데이트 고려하기
최신 오버클럭 기능을 경험하고 싶다면 라즈비안을 최신 실험(experimental) 펌웨어 빌드로 업그레이드해야 합니다. 단, 실험 버전은 버그나 결함이 포함될 가능성이 높으므로 운영 환경에서는 사용하지 않는 것이 좋습니다.
펌웨어를 업데이트하려면 상단 툴바의 터미널(Terminal) 앱을 열고 다음 명령어를 순서대로 실행하세요:
sudo apt update sudo apt dist-upgrade
확인 메시지가 나타나면 “y”(yes)를 입력합니다. 그다음 아래 명령어를 실행합니다:
sudo rpi-update
메시지가 나타나면 다시 “y”를 입력하세요.
새 펌웨어를 적용하려면 시스템을 재부팅해야 합니다. 화면 좌측 상단의 라즈베리 파이 아이콘을 클릭하고 “Shutdown… → Reboot”를 선택하세요.
라즈베리 파이 벤치마크 테스트
오버클럭을 시작하기 전에 현재 성능 데이터를 기록해 두면 나중에 결과를 비교하는 데 큰 도움이 됩니다!
벤치마크 도구는 여러 가지가 있지만, 여기서는 Sysbench를 사용하겠습니다. 물론 이 단계를 건너뛰고 바로 오버클럭으로 넘어가도 무방합니다.
라즈비안 툴바에서 터미널 아이콘을 클릭하고 다음 명령어를 입력합니다:
sudo apt-get install sysbench
Sysbench 설치가 완료되면 아래 명령어로 라즈베리 파이의 기본 성능 베이스라인을 측정할 수 있습니다:
sysbench --test=cpu --cpu-max-prime=2000 --num-threads=4 run > pre-benchmark.txt
이 명령은 라즈베리 파이의 현재 성능 정보를 담은 “pre-benchmark” 텍스트 파일을 생성합니다.
CPU 오버클럭하기
CPU를 오버클럭하면 중앙처리장치의 클럭 속도가 높아져 성능이 향상됩니다. 라즈베리 파이의 대부분 작업은 그래픽 처리 장치보다 클럭 속도의 영향을 크게 받습니다. 따라서 CPU 오버클럭 후에는 라즈베리 파이를 어떤 용도로 사용하든 눈에 띄는 성능 개선을 체감할 수 있습니다.
config.txt 파일을 수정하려면 관리자 권한이 필요하므로, 터미널에서 다음 명령어를 실행합니다:
sudo nano /boot/config.txt
config.txt 파일이 루트(root) 권한으로 라즈비안의 Nano 텍스트 편집기에서 열립니다.
핵심 설정 값을 변경하여 CPU를 오버클럭할 수 있습니다:
1. 파일 맨 아래로 스크롤해 [pi4] 섹션을 찾습니다.
2. [pi4] 바로 아래 새 줄에 다음 내용을 추가합니다:
over_voltage=6 arm_freq=1750
최신 실험 펌웨어를 설치했다면 아래 값으로 시도해 볼 수도 있습니다:
over_voltage=6 arm_freq=2147
3. Ctrl + O로 변경 사항을 저장하고, Ctrl + X로 편집기를 종료합니다.
새 설정을 적용하려면 라즈베리 파이 4를 재부팅해야 합니다. 터미널 창에서 다음 명령어를 실행하세요:
sudo reboot
오버클럭이 성공적이라면 라즈비안이 새 설정값으로 부팅됩니다.
결과 확인하기!
오버클럭 전에 벤치마크 리포트를 만들어 두었다면, 이제 두 번째 리포트를 생성해 결과를 비교할 차례입니다.
툴바의 아이콘을 클릭해 터미널 창을 열고 다음 명령어를 실행합니다:
sysbench --test=cpu --cpu-max-prime=2000 --num-threads=4 run > post-benchmark.txt
이렇게 하면 “post-benchmark” 리포트가 생성됩니다. 라즈비안 툴바의 파일 아이콘을 클릭해 “pre-benchmark”와 “post-benchmark” 파일을 모두 열면, CPU 성능이 얼마나 향상되었는지 정확하게 비교할 수 있습니다!
GPU 오버클럭하기
이제 GPU 오버클럭으로 넘어가겠습니다:
1. 터미널을 열고 다음 명령어를 실행합니다:
sudo nano /boot/config.txt
2. [pi4] 섹션으로 스크롤한 후 새 줄에 다음 내용을 추가합니다:
gpu_freq=600
최신 실험 펌웨어를 사용 중이라면 이 값을 750까지 높여볼 수 있습니다.
gpu_freq=750
3. CPU와 GPU를 함께 오버클럭하는 경우 기존 over_voltage 설정에 부담이 될 수 있습니다. over_voltage=2로 되어 있는 줄을 찾아 다음과 같이 변경하세요:
over_voltage=6
4. Ctrl + O로 저장하고, Ctrl + X로 Nano 편집기를 종료합니다.
이제 라즈베리 파이를 재부팅하기만 하면 변경 사항이 적용됩니다!
더 빨라진 라즈베리 파이로 다양한 프로젝트를 마음껏 즐겨보세요. 이미 오버클럭을 시도해 보셨나요? 아래 댓글로 여러분의 경험을 공유해 주세요!