서멀 스로틀링 방지: 서멀 스로틀링이란 무엇이며 어떻게 막을 수 있을까
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서멀 스로틀링(Thermal Throttling)은 모든 PC 사용자가 여러 측면에서 우려해야 할 문제입니다. 가장 중요한 점은, 서멀 스로틀링이 발생하면 PC가 최대 성능을 발휘하지 못하게 되어 구입한 부품의 진정한 가치를 누릴 수 없게 된다는 것입니다. 더 나아가, 서멀 스로틀링은 PC 시스템 구성에 더 깊은 잠재적 문제가 있다는 신호일 수도 있습니다. 하지만 걱정하지 마세요. 이 글에서 서멀 스로틀링에 대해 알아야 할 모든 것, 문제 식별 방법, 그리고 소프트웨어 및 하드웨어 변경을 통해 이를 줄이거나 없애는 방법을 알려드리겠습니다. CPU와 GPU 서멀 스로틀링 모두를 자세히 살펴볼 것입니다.
이 가이드에서는 데스크톱 PC 관점에서 서멀 스로틀링의 증상, 원인, 해결책을 다룹니다. 일부 정보와 방법은 노트북에도 적용할 수 있지만, 노트북의 경우 CPU 쿨링 솔루션을 간단히 업그레이드하는 것이 불가능합니다.
안전이 최우선
제안되는 모든 하드웨어 및 소프트웨어 조정에서 안전은 항상 최우선입니다. 스로틀링은 사실 CPU, GPU와 같이 열을 발생시키는 고성능 부품을 위한 안전 메커니즘입니다. 따라서 일상적인 PC 사용 외에 가끔 발생하는 고부하 작업 중에는 어느 정도 감수할 수 있지만, 그렇다고 무시해서는 안 됩니다. 스로틀링 현상이 나타난다면 부품이 지속적으로 과열되고 있다는 뜻이며, 이는 부품의 수명을 단축시킬 수 있습니다.
서멀 스로틀링이란?
현대 프로세서 사용자들은 실제로 서멀 스로틀링의 혜택을 받고 있습니다. 서멀 스로틀링은 CPU 및/또는 GPU가 미리 설정된 열 한계(CPU의 경우 보통 95~100°C, GPU의 경우 약 90°C)에 도달했을 때 공급 전력을 줄이는 안전 메커니즘이기 때문입니다. 프로세서가 해당 구간에 진입하면 회로가 전력을 차단하여 프로세서가 이 열 한계 직하에서 계속 작동하도록 유지합니다. 이는 극심한 열 축적을 방지하고 일종의 안정성을 제공하는 자동 안전 장치이지만, 프로세서의 최적 성능보다는 낮은 수준에서 작동하게 됩니다.
서멀 스로틀링은 프로세서와 주변 부품에 심각한 손상을 방지하는 구원자 같은 안전 메커니즘이지만, PC 열성 사용자라면 절대 (혹은 아주 드물게만) 경험하고 싶지 않은 현상입니다. 스로틀링이 현대 시스템 성능에 왜 나쁜지는 도입부에서 언급했습니다. 과거 Intel Core i 시리즈 CPU 전성기에는 "i7을 사고 i3 성능을 받고 싶은 사람은 없다"고 말했습니다. 2026년에 인기 있는 Core Ultra AI Max Gen Plus 시리즈 프로세서에 맞는 그런 간결한 격언은 떠오르지 않습니다만.
서멀 스로틀링 – 어떤 영향을 미치는가?
CPU와 GPU의 서멀 스로틀링은 서로 다른 차이점이 있으므로 각각 살펴보겠습니다.
CPU 서멀 스로틀링
Intel CPU는 일반적으로 약 100°C, AMD CPU는 95°C의 열 한계가 설정되어 있습니다. 이 온도에 도달하면 스로틀링이 시작됩니다. CPU 서멀 스로틀링 해결책은 나중에 살펴보겠지만, 우선 그 특성을 정리하면 다음과 같습니다:
- CPU 열원은 작고 PC의 중앙에 위치합니다.
- 쿨러는 하나의 열점(heat spot)을 해결해야 하며, 써멀 페이스트 한 겹과 공랭 또는 수랭 쿨러 중 적절한 선택이 필요합니다.
- 공기 흐름(에어플로우)은 중요하지만 결정적인 요소는 아닙니다.
- CPU 스로틀링을 수정하는 소프트웨어 도구는 일관성이 떨어지며, 특정 프로세서 모델/등급에서는 언더볼팅, 전력 제한, 부스트 클럭 등의 조정이 불가능한 경우도 있습니다.
GPU 서멀 스로틀링
그래픽 카드의 열 부하는 크고 불규칙합니다 – GPU 코어, 메모리(VRAM), 전원 공급 단계(VRM)가 모두 열을 발생시킵니다.
- 스로틀링 없이 지연 없는 경험을 위해서는 이 모든 발열 구역을 효과적으로 냉각해야 합니다.
- 일반적인 '밸런스' 메인스트림 PC 시스템에서 GPU는 지속적인 사용 시 CPU보다 훨씬 많은 전력을 소비합니다.
- GPU 쿨러 하드웨어 교체는 일반적이지 않으며, 비교적 비용이 높고 호환 가능한 모델 선택지가 제한적입니다.
- 좋은 에어플로우가 매우 중요합니다.
- 소프트웨어 GPU 오버클럭, 언더볼팅, 튜닝 도구는 쉽게 구할 수 있고 성숙한 수준입니다.
서멀 스로틀링 감지 및 방지 방법
대부분의 PC 시스템은 고사양 작업을 수행할 때만 서멀 스로틀링이 발생합니다. 스로틀링 문제가 있다면, 게임, 렌더링, 트랜스코딩 등 CPU 및/또는 GPU에 부하를 주는 모든 작업에서 콜드 스타트 후 꽤 빠르게 나타날 수 있습니다. 이미 PC를 한동안 사용한 웜 스타트 상태에서 고부하 작업을 시작하면 스로틀링이 거의 즉시 발생할 수도 있습니다.
스로틀링이 없는 시스템에서 기대할 수 있는 성능에 대한 폭넓은 경험이 없다면, 시스템이 심각한 영향을 받고 있는지 알기 어려울 수 있습니다. 다행히 스로틀링 감지 경험이 많지 않은 사람도 쉽게 구할 수 있는 벤치마크 및 모니터링 도구를 사용해 이 잘못된 동작을 확인할 수 있습니다.
서멀 스로틀링 차트 (Intel 예시)
위 차트는 Intel XTU 유틸리티로 표시된 CPU 서멀 스로틀링의 시각적 표현입니다. CPU 100% 부하 후 짧은 시간 내에 프로세서 온도가 약 100°C의 열 한계에 도달하는 것을 볼 수 있습니다.
이 시점부터 CPU는 자동으로 전력과 클럭 속도를 줄여 약간 냉각되도록 합니다(자기 보호). 이 현상이 반복되면서 최대 P-코어 주파수 곡선을 따라 4.56 GHz를 절대 넘지 못하는 전형적인 톱니 모양의 패턴이 나타납니다. 이것이 바로 서멀 스로틀링의 전형적인 모습입니다.
두 번째 차트는 CPU가 100% 부하 상태에서도 서멀 스로틀링을 피하는 모습을 보여줍니다. 온도는 약 87°C로 꽤 높지만 안정적으로 제어되고 있으며, 주파수 선이 톱니 모양 없이 안정적으로 유지됩니다. 또한 열 문제 없이 P-코어는 약 5.28 GHz의 훨씬 높은 주파수를 유지할 수 있습니다.
서멀 스로틀링의 두 가지 징후
서멀 스로틀링 문제를 파악하기 위해 항상 차트를 분석할 필요는 없습니다. 예를 들어, 게임을 하는 도중 시스템 팬이 눈에 띄게 빠르게 돌아가는데도 불구하고 잠시 후 성능이 처음보다 빠르지도 않고 반응도 좋지 않다고 느껴진다면, 눈에 띄는 성능 저하와 비정상적으로 높은 팬 소음이 서멀 스로틀링이 PC 성능을 저하시키고 있는지 확인해야 한다는 일반적인 신호입니다.
서멀 스로틀링 동작 확인 단계
CPU 및 GPU 온도를 실시간으로 모니터링하고 스로틀링 동작을 확인하는 데 사용할 수 있는 도구는 다양합니다. HWiNFO64, GPU-Z, MSI Afterburner 같은 도구의 차트는 CPU 및 GPU 온도, 전력, 성능을 확인하는 데 매우 유용합니다. 이 도구들은 스로틀링이 발생하는 이유도 알려줄 수 있으며, 이를 바탕으로 다양한 해결책을 고려할 수 있습니다.
CPU 서멀 스로틀링 여부를 확인하려면 다음 단계를 따르세요:
- HWiNFO64(예시)를 실행하고 센서 창을 열어 CPU 섹션을 찾습니다.
- CPU에 부하를 줄 수 있는 애플리케이션을 실행합니다. Cinebench와 같은 무료 벤치마크의 멀티코어 CPU 렌더링 테스트가 이상적입니다.
- 벤치마크를 시작하고 가능하면 연속 모드로 실행합니다.
- 부하가 걸린 상태에서 HWiNFO64로 전환하여 활성 클럭 동작을 확인합니다 – 테스트 내내 최대 부스트 속도를 유지할 수 있나요? 또한 HWiNFO의 상태 표시에서 "Thermal Throttling" / "PROCHOT" / "Tctl/Tdie"(CPU 제조사에 따라 다름) 정보를 확인할 수 있습니다. 테스트 진행 중 "Effective Clock" 수치가 감소하면 스로틀링 동작이 발생하고 있다는 신호입니다.
GPU 서멀 스로틀링 여부를 확인하려면 다음 단계를 따르세요:
- GPU-Z를 실행하고 센서 탭으로 전환합니다. GPU 온도, 핫스팟, 메모리 온도, PerfCap Reason 차트가 실시간으로 스트리밍되는지 확인합니다(그렇지 않다면 창 오른쪽 상단의 햄버거 메뉴(세 줄)를 통해 추가하세요).
- 3D 스트레스 테스트나 벤치마크를 연속 모드로 실행합니다. GPU-Z 차트를 확인하면 GPU가 열 한계에 도달해 하나 이상의 'PerfCap' 이유(전력, 전압, 열)로 스로틀링이 발생하는지 알 수 있습니다.
- 슬림형 Nvidia RTX 40 시리즈 노트북에서 테스트해본 결과, 몇 분간의 테스트 후 세 가지 스로틀링 이유가 모두 표시되었습니다. 노트북 GPU 스로틀링은 특히 얇고 가벼운 디자인에서 성능을 크게 제한할 수 있습니다.
CPU 및/또는 GPU가 스로틀링 중이라면 – 어떻게 해야 할까요?
차트는 거짓말을 하지 않습니다. 이제 데스크톱 PC가 어떤 이유로 스로틀링되고 있는지 파악했을 것입니다.
먼저 CPU부터 살펴보겠습니다. 간단하게 말하면, CPU가 스로틀링 중이라면 충분한 성능의 데스크톱 CPU 쿨러를 장착하지 않았을 가능성이 높습니다.
CPU 쿨러 팬 소음이 크지 않고 드물게/가끔만 스로틀링이 발생한다면, 운 좋게도 써멀 페이스트나 써멀 패드 교체만으로 해결할 수 있을지도 모릅니다. 점검하는 김에 써멀 페이스트나 써멀 패드가 없거나, 히트싱크의 보호 필름이 그대로 붙어 있는 등의 설치 오류도 확인해 보세요(둘 다 큰 실수입니다!).
스로틀링이 더 심하고 지속적이며 CPU에서 많은 열과 소음(쿨러 팬으로 인한)이 발생한다면, 쿨러 교체가 가장 깔끔한 해결책일 수 있습니다. 프로세서 제조사의 CPU TDP를 확인하고, 해당 수치를 여유 있게 초과하는 CPU 쿨러를 선택하세요(그러면 더 느리고 조용하게 작동할 수 있습니다). Intel의 스로틀링 도움말 문서에서는 CPU 쿨러를 "프로세서 열 솔루션(processor thermal solution)"이라고 부릅니다.
공랭 vs 수랭 쿨러 논쟁에 대해 강한 입장을 가진 사람들도 있습니다. 하지만 대부분의 메인스트림/멀티플라이어 잠금 프로세서에는 CPU 공랭 쿨러가 의심의 여지 없이 최적의 선택인 경우가 많습니다.
MSI는 공랭 및 수랭 CPU 쿨러 구매자 모두를 위한 매력적인 옵션을 여러 가지 제공합니다. 색상 마감과 RGB 조명 옵션을 갖춘 합리적인 가격의 타워형 CPU 공랭 쿨러로는 MAG COREFROZR AA13을 고려해볼 수 있습니다. 제품 사양에 따르면 이 쿼드 히트파이프 설계의 CycloBlade7 팬은 AM4, AM5, LGA 1700, LGA 1851 메인보드와 호환 CPU를 지원하며, 약 30dBA의 조용한 소음 수준에서 240W TDP 프로세서까지 처리할 수 있습니다.
최고의 CPU 냉각 성능을 원한다면, 수랭 쿨링 솔루션을 고집하는 PC DIY 사용자들도 있습니다. 단순한 공랭 쿨러의 한계를 넘는 TDP를 처리할 수 있으며, 새로운 메인스트림 MAG CORELIQUID A15 360과 프리미엄 MPG CORELIQUID P13 360 같은 360mm 솔루션은 라디에이터/팬 냉각 용량 덕분에 케이스에 장착 공간만 있다면 최고의 선택입니다.
MSI의 이 두 고풍량 저소음 ARGB GEN2 AIO 쿨러는 속삭이듯 조용한 팬과 펌프로 스로틀링 없는 안정적인 성능을 위한 향상된 냉각을 제공합니다. 이러한 AIO는 AMD가 특히 높은 TDP의 Ryzen 9 및 Ryzen 7(및 X3D) 칩을 포함한 고급 프로세서 냉각에 권장합니다. 그래서 AMD는 최고 성능 제품에 박스형 공랭 쿨러를 제공하지 않습니다 – AIO를 직접 구매해야 합니다. Intel도 높은 TDP의 오버클럭 친화적 'K/KF/KS' 접미사 프로세서와 고급 i7/i9/Ultra 7/9 모델 냉각에 A15, P13과 같은 AIO를 권장합니다.
GPU 스로틀링 해결책
하드웨어 솔루션을 선호하는 CPU 스로틀링 수정 방식과 달리, GPU의 경우 대부분의 사람들은 소프트웨어 조정만으로도 최적의 성능을 찾을 수 있습니다.
GPU 제조사가 제공한 쿨러를 교체하는 것은 그다지 대중적이거나 저렴한 해결책이 아니기 때문에 소프트웨어 우선 방향이 선호됩니다. 특정 GPU에 맞는 새 쿨링 쉬라우드나 워터블록이 소수 있을 수 있으며, 하드웨어 업그레이드를 무시하고 싶지는 않지만, 그래픽 카드가 충분한 열질량, 핀, 팬 등을 갖춘 합리적인 솔루션을 갖추고 있다면 대부분의 열성 사용자들은 소프트웨어 조정만으로도 만족할 것입니다.
CPU와 마찬가지로, 간단한 '재도포(repaste)'를 시도해볼 가치가 있으며 운이 좋다면 GPU 온도를 두 자리 수로 낮출 수 있습니다. 그 이상이 필요하다면, 위에서 설명한 GPU 서멀 스로틀링 확인 방법을 따라 설정을 조정하고, 재테스트하고, 다시 조정하고, 만족할 때까지 반복하세요.
특히 언더볼팅을 통한 전력 소비 감소로 더 낮은 온도를 달성하는 GPU 튜닝이라는 복잡한 주제는 이 블로그 포스트의 범위를 벗어납니다. 주된 이유는 적용할 수 있는 보편적인 설정이 없기 때문입니다. MSI처럼 동일한 제조사의 완전히 동일한 GPU 모델이라도 '실리콘 복권(silicon lottery)' 때문에 튜닝 결과가 다르게 나타납니다.
최신 Nvidia RTX 50 시리즈 그래픽 카드 사용자를 위한 특별한 내용도 있습니다. MSI 기술 마케팅 팀이 MSI Afterburner 오버클럭 및 언더볼팅 가이드를 제작했습니다(위에 삽입). 서멀 스로틀링 감소를 목표로 한다면, 오버클럭 가능성보다는 언더볼팅 부분에 더 집중해서 가이드를 참고하세요.
구형 Nvidia 그래픽 카드와 다양한 세대의 AMD 카드에 대한 유사한 가이드는 Google 검색으로 어렵지 않게 찾을 수 있습니다. 개인적으로 Radeon RX 9070을 튜닝할 때는 ImWaterPSU의 'RX 9070 언더볼팅으로 더 높은 FPS와 낮은 온도 달성하기' 가이드가 명확하고 따라 하기 쉬운 단계를 제공하여 의미 있는 결과를 얻었습니다. 이 테크 유튜버는 다양한 GPU에 대한 가이드를 제공합니다.
청결함은 경건함 다음 – 그리고 몇 도를 낮출 수 있습니다
마지막으로, PC를 항상 청결하게 유지하는 것을 잊지 마세요. 원활하고 시원하게 작동하는 PC는 잘 조율된 기계이며, 먼지, 생활 오염물, 심지어 벌레의 유입도 이 균형에 악영향을 미칩니다. 따라서 정기적으로 먼지 필터를 청소하고, 거미줄을 제거하고, PC 내부 및 주변의 이물질을 진공청소기로 제거하여 최상의 상태를 유지하세요.
써멀 페이스트는 보통 평균 3년에 한 번 이상 교체할 필요가 없습니다. 하지만 새 제품 대비 열 성능이 저하되었다면 원인 중 하나일 수 있습니다. PC 제조사가 프로세서에 '리퀴드 메탈' 유형의 써멀 소재를 사용한 경우 특별히 주의하세요. 리퀴드 메탈은 건조되지 않지만 흘러내려 건조한 부분이 생길 수 있습니다. 리퀴드 메탈의 가장 큰 문제는 컴퓨터의 다른 부품으로 흘러내릴 경우 부식에 의한 손상이나 전기 단락을 일으킬 수 있다는 점입니다.
최근 PC DIY 사용자들 사이에서 써멀 페이스트 대신 써멀 패드로 전환하는 트렌드가 있습니다. 특히 원하는 크기로 잘라 쓸 수 있는 Honeywell PTM7950 시트가 큰 호평을 받고 있으며, 페이스트 교체 시기라고 생각된다면 이 다루기 쉬운 상변화 소재(phase-change material)를 고려해볼 만합니다.
위에서는 데스크톱에 초점을 맞췄지만, 노트북 사용자는 정기적인 청소와 막힌 팬 및 통풍구 확인에 특히 신경 써야 합니다. 소파, 침대 등 부드러운 가구 위에 자주 올려놓고 사용하는 경우 노트북에 큰 문제가 될 수 있습니다.
