인텔 맥북프로 16인치, 부트캠프 스로틀링 해결하는 방법

주절주절

정말 얼떨결에 해결하게 되었다. 성능 좋은 애플실리콘이 나온 마당에 요즘도 인텔맥 쓰는 사람이 있는지는 모르겠지만, 그것도 부트캠프로 게임하는 사람이 있는지는 모르겠지만 여기에도 정보를 공유하려고 한다.
근 한달동안 인터넷을 뒤적거리며 해결방법을 찾다가 포기하고, 나 혼자서 이것저것 옵션 만지면서 뻘짓을 하다가 마침내 해결방법을 찾아냈다.

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Bootcamp에서 게임할 때 스로틀링이 발생하게 되는 과정

기준은 Macbook Pro 16-inch, 2019 고급형이며 세부 사양은 i9-9880H, Radeon Pro 5500M입니다.

1. GPU온도가 91-92도, GPU 정션 온도가 94-95를 찍으면 온도 쓰로틀링이 걸립니다.

2. 터보부스트를 켰으면 CPU가 100도를 넘나들때 CPU에 의해 온도 쓰로틀링이 걸리지만, 터보부스트를 꺼서 CPU 온도가 안정적이라도 GPU 온도에 의해 쓰로틀링이 걸리며 이 때의 쓰로틀링은 HWInfo나 Intel Xtu, ThrottleStop에서 확인할 수 없습니다.

3. 쓰로틀링이 걸리면 CPU와 GPU의 클럭이 동시에 떨어지고, 이때 둘의 소모전력의 상한선은 65W->60W->55W...로 감소하게 됩니다. 이는 VRM이 현재 맥북의 쿨링상태에 따라 바꾸는 값이며 이론상으로는 온도가 떨어졌을때 다시 소모전력을 높여줘야 합니다.

4. 그러나 실내 온도에 따라서 다르지만 50W나 심하면 45W까지 소모전력이 떨어져서 성능은 반토막이 나고 온도는 70~75도에서 유지되는데 클럭은 다시 안올라가는 답답한 상태가 됩니다. 부트캠프는 풀로딩상태에서 CPU든 GPU든 한번 클럭이 떨어지면 다시 올라가지는 않는 듯 합니다.

5. 부트캠프상에서는 GPU의 쓰로틀링 신호를 가장 우선적으로 처리하며 쓰로틀링 상태에서 GPU의 소모젼력은 35W(약 800Mhz)또는 30W(약 500Mhz)로 이미 떨어진 상태입니다.

6. 그런데 특이하게도, 이 상태에서 QuickCPU로 BDProchot을 꺼주고 풀성능을 내게 해주면 CPU는 40W이상을 소모할 수 있습다. 즉, GPU 쓰로틀링시 CPU가 동반해서 클럭이 떨어지는데 이는 해결할 수 있는 부분이다.

7. 그러나 이렇게 쓰로틀링 상태에서 강제로 CPU를 사용하면 GPU는 클럭이 300Mhz, 소모 전력 제한값이 15W까지 떨어지게 됩니다. 쓰로틀링이 걸려있다면 CPU+GPU 40-50W를 소모할 수 있는데 CPU가 다 끌어가니 GPU는 소모할 수 있는 전력이 부족하여 전력 쓰로틀링이 걸리게 됩니다.

8. 이 300Mhz의 클럭은 GPU에 로드가 걸렸을 때 낼 수 있는 가장 낮은 상태의 클럭이며 Morepowertool에서 확인해보면 minimum clock에 해당합니다.

9. 따라서 Morepowertool에서 GFX minimum clock을 예를 들어 1000까지 올리면 무슨 일이 있어도 GPU는 1000Mhz 이상의 클럭을 뽑아냅니다. 만약 QuickCPU를 건드리지 않고 Morepowertool만 조절하면 CPU가 전력 쓰로틀링에 걸려서 0.8Ghz까지 떨어집니다.  GPU는 꾸준히 온도 쓰로틀링 신호를 보내기 때문에 CPU+GPU 총 40-50W수준만 소모할 수 있고, GPU가 필요한 전력을 다 갖고가서 CPU가 쓰로틀링이 강하게 걸리게 됩니다.

10. 따라서 이 상태에서 QuickCPU로 BDProchot을 해제하고 Morepowertool로 minimum clock을 강제로 높여주면 쓰로틀링 구간에서도 CPU와 GPU 모두 잘 작동하며 클럭 유지가 매우 안정적으로 됩니다.

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조금 더 구체적인 스로틀링 해결방법

기준은 Macbook Pro 16-inch, 2019 고급형이며 세부 사양은 i9-9880H, Radeon Pro 5500M입니다.

그러나 이 상태는 온도 제한이 없기 때문에 노트북이 강제로 전원을 꺼버리기도 합니다. 따라서 소모전력을 적정 수준에서 맞춰주어야 합니다.

1. 실내온도 30도 기준, CPU+GPU 총 62-63W정도 소모 시 GPU 91-2도, CPU 80-85도정도까지 올라갑니다.

2. Morepowertool, QuickCPU 유틸을 사용하여 다음과 같이 설정합니다.

 

Morepowertool

Frequency - GFX minimum clock을 1200Mhz로 바꿉니다.

 

Quick CPU

1. BD Prochot를 체크해제합니다.
2. Turbo Long Power와 Turbo Short Power 모두 20W로 설정합니다.
3. Speed Shift를 켜고, 최소 2.1Ghz, 최대 3.5Ghz, Automated, Energy 50.2 Performance 49.8로 설정합니다.

이렇게 설정하면 1시간이든 2시간이든 게임해도 스로틀링 없이 최대 91-92도 수준에서 안정적으로 게이밍이 가능합니다. 조금 더 보수적으로 제한을 잡으면 소모전력을 55-58W 수준에서 맞추면 됩니다. 맥북은 공유 히트파이프라서 CPU랑 GPU의 온도가 비슷해지기 때문에 소모전력을 같이 고려해야 합니다. GFX minimum clock을 1050Mhz정도로 설정하면 소모전력이 낮아져서 온도도 낮아집니다.

 

써멀패드

그러나 소프트웨어만 세팅하면 쓰로틀링 구간에서 컴퓨터가 꺼질 가능성이 있습니다. 스로틀링을 무시하고 강제로 구동하기 때문에 SMC가 판단해서 온도가 위험하다 싶으면 절전모드로 강제전환시킵니다. 따라서 써멀패드를 VRM 부위에 부착해서 과열을 막아야 합니다.
아래 클리앙에 나와있는대로 써멀패드를 붙입니다. 1.5mm와 2.0mm를 사서 높이를 맞추면서 붙이면 됩니다.
https://www.clien.net/service/board/cm_mac/16315588

맥북프로 16 써멀패드 : 클리앙

혹시나 써멀패드를 어떻게 붙여야 하는지 모른다면
https://www.reddit.com/r/macbookpro/comments/gs6bal/2019_mbp_16_vrm_cooling_mod/

2019 MBP 16 VRM Cooling Mod

https://www.youtube.com/watch?v=_Iw_X_N8UsI

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선택 사항

여기에 그래픽카드를 언더볼팅하면 소모전력을 더 최적화 해서 낮은 전력으로 높은 클럭을 낼 수 있습니다.

1. 그래픽 드라이버 21.5.2
https://nextcloud.tomas-g.de/index.php/s/4ibJ5x5ytoG2T2n

Win10-Radeon-Adrenalin-May2021-BootCamp-Red-Edition.zip

[출처] BootcampDrivers.com
2022년 이후 버전부터는 어쌔신 크리드 오디세이하는데 프레임도 잘 안나오고 드라이버가 HWInfo에 넘겨주는 전압이나 전류값이 이상하게 잡혀서 저는 21.5.2 버전을 사용중입니다.

2. 그래픽카드 언더볼팅
*구체적인 방법은 밑의 Reddit 링크를 참고해주세요.*
https://www.reddit.com/r/macbookpro/comments/klxhp8/guide_automatically_undervolt_in_bootcamp/

[Guide] Automatically undervolt in Bootcamp

https://www.reddit.com/r/macbookpro/comments/opum9t/some_tweaks_regarding_macbook_pro_16_5500m_gpu/

Some tweaks regarding Macbook pro 16 5500m GPU undervolt post by u/Randomhkkid

언더볼팅할때 제일 중요한건 Morepowertool - Frequency - Memory DPM3의 값을 750에서 736으로 바꿔줘야 합니다. 안그러면 화면이 깜빡거리기 때문에 주의해주세요. 그리고 그래픽카드 수율에 따라 언더볼팅 먹는 수준이 다르기 때문에 게임을 실행해보고 튕긴다 싶으면 P3의 전압을 더 높여야 합니다.

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의문점

1. BD Prochot 꺼도 되나요?

: 물론 안끄는게 당연히 좋겠지만 부트캠프상에서 동작하는게 너무 보수적이라 CPU가 일을 못합니다. 온도가 100도도 안넘었는데 GPU클럭 떨어졌다고 CPU도같이 떨어지는건 애플이 부트캠프상에서는 최대한 보수적으로 기기를 굴리도록 의도한거거나, 아님 그냥 소프트웨어 버그일 수도 있습니다. 그러나 HWInfo를 봐도 전압이나 전류가 안정적으로 공급이 되는 상황이라 껐지만, 혹시나 걱정되시는 분들은 안끄셔도 됩니다. 대신 CPU 클럭은 0.8Ghz로 쓰로틀링 걸릴 확률이 높습니다.

2. GFX Minimum clock 저렇게 높여도 되나요?

: HWInfo에서 코어랑 SoC의 전압이랑 전류를 보고 올렸는데 딱히 문제가 되는점을 발견하지 못해서 올렸습니다. 만약 QuickCPU만 세팅하면 그래픽카드 클럭은 300Mhz로 떨어질 확률이 높습니다.

3. 전원이 꺼져서 절전모드로 전환되는데 괜찮은가요?

: 써멀패드를 붙이지 않은 순정 상태일때라면 강제로 절전모드로 전환됩니다. 또한 써멀패드를 어디에 붙이는지에 따라 달라집니다.

- 써멀패드를 아예 안붙힌다면 GPU온도가 80도 후반일때 전원이 꺼집니다.
- VRM 전원부와 히트씽크에 써멀패드를 붙인 상태라면 GPU 온도가 95도까지 올라가도 전원이 안꺼집니다.
- VRM 전원부와 히트싱크, GPU, CPU에 써멀패드를 붙인 상태라면 80도 중반에서 전원이 꺼집니다.
- VRM 전원부와 히트싱크, GPU에 써멀패드를 붙인 상태라면 80도 후반에서 전원이 꺼집니다.

써멀패드를 VRM과 히트싱크 일부만 제대로 붙이고 소모전력을 63W이내로 조절하면 전원이 꺼지지 않는 범위 내에서 1시간이상 게임하실 수 있습니다.

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소프트웨어로 세팅을 안하고 써멀패드만 VRM에 붙여도 어느정도 효과를 본다는 사람들도 있지만 장시간 풀로딩이 걸리는 상황이라면 결국 스로틀링이 걸릴 확률이 높습니다. 맥북의 쿨링 구조가 애초에 공유 히트파이프 하나를 팬 2개로 돌리기 때문에 게임같이 컴퓨팅 자원을 많이 쓰는 상황에서는 열 배출이 안되고 노트북 내부에 계속 누적되기 때문입니다. 따라서 소프트웨어로 스로틀링을 무시하고 소모전력을 60~65W이내로 조절하면서 지속적으로 게임을 할 수 있는 방법을 설명하였습니다.

1시간동안 위쳐(1080p, 창모드, 높음)를 구동해도 쓰로틀링 없이 잘 작동하며 GPU PPT 제한이 15W로 떨어져도 무시하고 45W가량 소모하면서 1200Mhz로 돌아갑니다.