조립 컴퓨터 CPU GPU 조합, 병목의 기준은 해상도였다

조립 컴퓨터 견적을 짜다 보면 늘 같은 자리에서 멈춥니다. CPU를 올릴까, GPU를 올릴까. 검색해 보면 “병목”이라는 말이 쏟아지는데, 어떤 영상은 저가 CPU에 비싼 GPU를 물려도 아무 문제 없다고 하고 어떤 영상은 그게 성능과 돈을 동시에 버리는 짓이라고 합니다. 양쪽 다 화면에 실측 그래프를 띄워놓고 말하니, 보는 쪽에서는 어느 한쪽을 틀렸다고 밀어낼 수가 없습니다.

그래서 이 주제를 다룬 해외 하드웨어 채널 세 곳이 영상에서 말로 내린 결론만 뽑아 나란히 놓고 대조했습니다. 어긋나 보이던 말들은 대체로 결론이 아니라 전제가 달랐고, 세 곳이 예외 없이 같은 방향을 가리킨 것은 하나뿐이었습니다 — 조합의 정답은 CPU와 GPU 사이가 아니라 내가 쓰는 모니터의 해상도에서 갈린다는 것입니다. 다만 세 곳 중 한 곳은 이 주제에 이해관계가 있는 채널이라, 그곳만 말한 내용은 아래에서 따로 밝혀 두었습니다. 나머지 두 곳은 이해관계를 아직 확인하지 못했습니다.

결론부터

• 조합보다 해상도가 먼저다. 4K를 쓸 거라면 중급 CPU로도 상위 GPU가 거의 다 돌아가고, 1080p에서 고프레임을 노린다면 강한 CPU가 반드시 필요하다는 데 세 곳의 말이 모입니다.
• GPU 사용률 하나로는 단정할 수 없다. 사용률이 100%가 아니라는 사실만으로 CPU 병목이라 부를 수 없고, 게임 자체에 프레임 제한이 걸려 있으면 CPU·GPU가 둘 다 놀아도 그건 병목이 아니라 엔진 쪽 한계입니다.
• 오버레이의 전체 CPU 사용률은 병목 판단에 못 쓴다. 전 코어 평균이라 20스레드 CPU에서 2스레드만 100%로 갈려도 화면에는 10%로 찍힙니다. 스레드별로 봐야 보입니다.
• 둘 중 하나를 골라야 한다면 GPU 병목이 낫다. CPU 병목은 평균 프레임만 깎는 게 아니라 1%·0.1% 최저 프레임을 무너뜨려 스터터링과 마이크로 프리징으로 나타납니다.
• 같은 조합이라도 게임에 따라 갈린다. 최적화가 잘 된 게임은 해상도를 낮춰도 멀쩡했고, 특정 신작 하나에서만 GPU가 놀았다는 관찰이 있었습니다.

채널	결론	조건·단서	이해관계
Mostly Positive Reviews 1:42 → 2:06 →	게임 자체에 프레임 제한이 걸려 있으면 CPU·GPU 사용률이 둘 다 낮아도 병목이 아니라 엔진 바운드다. 부하가 GPU에서 CPU로 물리적으로 옮겨가는 게 아니라, 해상도를 낮추면 CPU가 준비해야 할 프레임 수가 늘어나는 것이다.	엘든링이 기본 60fps로 고정되는 경우를 예로 듦 4K 30fps에서는 CPU가 초당 30프레임만 준비하면 되지만, 1080p로 낮춰 GPU가 120fps를 낼 수 있게 되면 CPU도 120프레임을 준비해야 GPU를 포화시킬 수 있다	확인 안 됨
Nicolas11x12 English 6:05 → 6:48 →	코어 수만 중요한 게 아니라 CPU 아키텍처가 큰 역할을 한다. 2017년 같은 해에 나온 4코어 i7-7700K가 8코어 라이젠 7 1700X보다 더 곱게 나이 들었다.	구형·저성능 CPU + 현행 최상위 GPU 조합 실험 결과로 내린 판단 순수 게이밍 성능 기준. 1700X는 미성숙한 아키텍처와 느린 코어가 발목을 잡았고, 생산성 작업에서는 여전히 무난	확인 안 됨
Preview 4.0 – Tech Curiosity 2:38 → 2:56 →	4K에서는 i5-12400F로도 RTX 5070 Ti가 96~98% 사용률로 거의 완전히 돌아간다. 4K에서 병목은 평균 5% 정도이고, 10% 미만은 체감되지 않는 수준이라 문제가 아니다.	그래픽 부하가 큰 게임들을 4K로 돌렸을 때의 GPU 사용률 4K 해상도 평균 기준	이해당사자

‘이해관계’는 그 채널이 이 주제의 물건을 팔거나 만들거나 인증하는지만 나타냅니다. 측정 실력이나 신뢰도 순위가 아닙니다 — 이해당사자인 채널이 더 정확하게 재는 경우도 있습니다. ‘무관’은 이해관계를 확인했지만 이 글의 품목과 겹치지 않는다는 뜻이고, ‘확인 안 됨’은 있는지 없는지를 아직 모른다는 뜻입니다. 판정 방법은 판정 기준과 방법에 있습니다.

왜 채널마다 결론이 다른가?

대조해 보니 세 곳이 서로 반대말을 한 게 아니었습니다. 각자 다른 해상도를 앞에 깔고 말하고 있었습니다.

Preview 4.0 – Tech Curiosity는 4K를 전제로, i5-12400F 같은 중급 CPU에 RTX 5070 Ti를 물려도 GPU가 96~98% 사용률로 거의 완전히 돌아간다고 했습니다. 4K에서의 병목은 평균 5% 정도이고 10% 미만은 체감되지 않는 수준이라 문제가 아니라는 것입니다. 반대로 같은 채널이 1080p로 내렸을 때는 GPU 로드가 80%까지 주저앉아 5분의 1이 놀았고, 그 경우엔 훨씬 싼 그래픽카드를 사도 같은 프레임이 나왔을 거라고 정리했습니다. 이 채널은 이 주제에 이해관계가 있는 곳이라 수치를 그대로 결론으로 받지는 않았지만, 방향 자체는 나머지 두 곳과 어긋나지 않았습니다.

Nicolas11x12 English는 반대쪽 극단에서 접근했습니다. 구형 CPU에 당대 최상위 GPU인 RTX 3090을 물려 1080p와 1440p에서 돌려보는 실험이었고, 여기서는 CPU 간 격차가 크게 벌어졌습니다. 그러면서 같은 영상에서 이렇게 덧붙였습니다 — 더 느린 그래픽카드를 썼다면 CPU 간 격차는 훨씬 작아졌을 것이고, 병목 구간은 GPU 성능이 낮아질수록 닫힌다고. 즉 세 곳의 결론이 충돌한 게 아니라, 해상도와 GPU 등급이라는 전제를 서로 다르게 깔았을 뿐입니다.

해상도를 낮추면 왜 CPU가 병목이 되나?

흔히 “부하가 GPU에서 CPU로 넘어간다”고 표현하지만, Mostly Positive Reviews는 그 표현 자체가 틀렸다고 짚었습니다. 부하가 물리적으로 옮겨가는 게 아니라, 해상도를 낮추면 CPU가 준비해야 할 프레임 수가 늘어나는 것입니다.

설명은 이렇습니다. 4K에서 30fps가 나오는 상황이라면 CPU는 초당 30프레임만 준비하면 됩니다. 그런데 1080p로 낮춰 GPU가 120fps를 낼 수 있게 되면, GPU를 포화시키기 위해 CPU도 초당 120프레임을 준비해야 합니다. CPU가 하는 일의 성격이 바뀐 게 아니라 요구량이 네 배가 된 것이고, 그걸 못 따라가면 GPU가 놀기 시작합니다.

이 관점을 잡고 보면 앞의 관찰들이 한 줄로 꿰입니다. 4K에서 문제가 없던 게임이 1080p에서만 GPU 로드 80%로 주저앉는 것도, 저가 CPU와 고급 GPU를 묶어도 되는지의 진짜 답이 모니터에 달려 있다는 말도 같은 이야기의 다른 표현입니다.

내 조합이 균형인지 어떻게 확인하나?

가장 널리 쓰이는 건 GPU 점유율을 보는 경험 법칙입니다. Nicolas11x12 English는 MSI 애프터버너 같은 도구로 부하를 관찰해 점유율이 95~100%면 GPU 병목, 90% 아래로 떨어지면 대개 CPU 병목으로 본다고 했습니다. CPU 부하가 100%까지 차는 일은 요즘 드물어서 GPU 점유율을 먼저 보는 편이 안전하다는 이유도 붙였습니다. Preview 4.0 – Tech Curiosity도 GPU 사용률 95~100%를 균형의 신호로 제시했는데, 이쪽은 이해관계가 있는 채널이라 단독 근거로 쓰지 않고 위와 겹치는 범위에서만 참고했습니다.

문제는 이 법칙이 확정적이지 않다는 점입니다. Mostly Positive Reviews는 GPU 사용률이 100%가 아니라는 사실만으로 CPU 병목이라 단정할 수 없다고 선을 그었습니다. 게임 자체에 프레임 제한이 걸려 있는 경우 — 예로 엘든링이 기본 60fps로 고정되는 상황 — 에는 CPU와 GPU 사용률이 둘 다 낮아도 병목이 아니라 엔진 바운드입니다. 오버레이의 전체 CPU 사용률도 함정입니다. 전 코어 평균값이라 20스레드 CPU에서 2스레드만 100%로 갈려도 화면에는 10%로 표시되고, 그 상태로는 아무것도 판단할 수 없습니다. 스레드별 사용률을 봐야 합니다.

같은 채널이 확정적인 지표로 제시한 것은 따로 있었습니다. 프레임 타임 평균과 GPU busy 평균이 얼마나 가까운지를 보고, 가까울수록 GPU 바운드로 판정합니다 — 한 프레임에 7ms가 걸렸는데 GPU가 5ms만 담당했다면 나머지 2ms는 다른 곳에서 쓰인 것입니다. 인텔 PresentMon 기반이고 CapFrameX에 통합돼 있습니다. 덧붙여, 실제 원인이 메모리 속도든 디스크 속도든 시스템 쪽 제약은 편의상 전부 CPU 병목이라 부른다는 단서도 있었습니다. GPU 전력이 220W 정격 대비 130~140W에 머무는 상황을 해석하면서 나온 말입니다.

오래된 CPU는 지금도 병목인가?

이 대목에서 가장 뜻밖의 결과가 나왔습니다. Nicolas11x12 English가 구형 CPU들을 RTX 3090과 짝지어 돌린 실험에서, 2017년 같은 해에 나온 4코어 i7-7700K가 8코어 라이젠 7 1700X보다 더 곱게 나이 들었습니다. 순수 게이밍 성능 기준이며, 1700X는 미성숙한 아키텍처와 느린 코어가 발목을 잡았다는 설명입니다. 생산성 작업에서는 1700X도 여전히 무난하다는 단서가 붙습니다. 나아가 7700K는 게이밍 평균에서 라이젠 7 2700X보다도 빨랐고, 기대와 달리 아직 쓸 만하다는 평가를 받았습니다.

2013년에 나온 i7-4770K가 2021년 시점의 1080p·1440p 테스트에서 어느 정도 쓸 만했다는 점은 진행자 본인도 전혀 예상하지 못한 결과라고 했습니다. 코어 수만 중요한 게 아니라 CPU 아키텍처가 큰 역할을 한다는 것이 이 실험의 결론입니다.

다만 이 결과를 “구형 CPU 사도 된다”로 읽으면 안 됩니다. 같은 영상이 조건을 분명히 달았습니다. 더 느린 그래픽카드를 썼다면 CPU 간 격차는 훨씬 작아졌을 것이고, i7-4770K가 병목이 아닌 지점에도 도달할 수 있습니다. 반대로 말하면 격차가 벌어진 이유는 GPU가 워낙 강했기 때문이고, GPU 성능이 낮아질수록 CPU 병목 구간은 닫히면서 이번엔 GPU가 최약 고리가 됩니다.

CPU 병목과 GPU 병목 중 뭐가 더 나쁜가?

둘 중 하나를 피해야 한다면 답은 분명했습니다. 너무 약한 GPU가 아닌 한, CPU 병목보다 GPU 병목이 훨씬 낫습니다. CPU 병목은 낮은 평균 프레임만 만드는 게 아니라 1%·0.1% 최저 프레임을 무너뜨려서, 숫자로는 잘 안 보이지만 손에는 스터터링과 마이크로 프리징으로 잡히기 때문입니다.

그래서 목표는 항상 GPU 바운드 상태를 유지해 GPU 사용률을 99%에 두는 것이고, 그러지 못하면 성능과 돈을 동시에 버리는 것이라는 정리가 나옵니다. 돈을 버리지 않으려면 CPU와 GPU가 서로의 잠재력을 다 끌어낼 수 있는 균형 잡힌 구성을 사야 한다는 말도 같은 맥락입니다. 흥미로운 건 그 기준에서는 최상위 CPU도 자유롭지 않다는 점입니다 — 5950X조차 RTX 3090 조합에서는 GPU 쪽이 병목이었습니다.

예외는 두 갈래로 인정됐습니다. 하나는 업그레이드 경로입니다. GPU가 CPU·플랫폼보다 교체가 쉬우므로 그쪽으로 약간 기울이는 건 허용된다는 것입니다. 다른 하나는 저가 CPU에 고가 GPU를 물려 미래를 대비하는 선택인데, 선택지로는 인정하되 그 목적만으로 쓰기엔 비용이 크다는 단서가 붙었습니다. 한편 프레임 생성을 켜면 CPU 바운드는 사실상 사라지고 입력 지연이 조금 늘어나는 대신 편차가 1~3% 수준에 그쳐, 그래도 훌륭한 기술이라는 평가가 있었습니다. 네이티브 해상도(DLAA)에 DLSS 프레임 생성을 얹은 조건입니다.

마지막으로 한 곳은 병목이 하드웨어만의 문제가 아니라 어떤 게임을 하느냐에 달려 있다고 짚었습니다. 최적화가 잘 된 게임은 해상도를 낮춰도 멀쩡했고 Borderlands 4에서만 무너졌다는 관찰인데, 이해관계가 있는 채널의 단독 관찰이라 참고 수준으로 둡니다.

정리 — 견적 짤 때 이 순서로

1. 모니터부터 정하고 예산을 나눈다. 4K 지향이면 중급 CPU로 충분하니 예산을 GPU에 몰아도 되고, 1080p 고프레임을 노리는 경쟁 게이머라면 강한 CPU가 반드시 필요합니다. 조합을 먼저 고르고 모니터를 나중에 맞추면 순서가 거꾸로입니다.
2. CPU를 아끼기로 했다면 아키텍처를 본다. 코어 수만으로 고르면 안 됩니다. 같은 해에 나온 4코어가 8코어보다 게이밍에서 더 오래 버틴 사례가 실측으로 나왔습니다.
3. 완성된 뒤에는 GPU 점유율로 1차 점검한다. 95~100%면 GPU 바운드, 90% 아래면 대개 CPU 쪽입니다. 다만 이건 경험 법칙이지 확정 판정이 아닙니다.
4. 애매하면 프레임 타임 평균과 GPU busy 평균을 비교한다. 두 값이 가까울수록 GPU 바운드입니다. CapFrameX에 통합된 인텔 PresentMon으로 볼 수 있고, 오버레이의 전체 CPU 사용률은 전 코어 평균이라 이 판단에 쓰지 않습니다.
5. 판정은 내가 실제로 하는 게임으로 한다. 같은 조합이라도 게임 최적화에 따라 결과가 갈렸습니다. 남의 벤치마크 게임이 아니라 내 게임에서 GPU가 놀고 있는지를 봐야 합니다.

인용한 영상

아래 영상들이 이 글의 근거입니다. 썸네일을 누르면 결론을 말하는 그 시각부터 재생됩니다.

이 글의 한계

• benchmoa는 위 채널들이 영상에서 내린 결론을 비교·분석합니다. 표의 시각 링크를 누르면 그 결론이 나온 원본 장면을 바로 확인하실 수 있습니다
• 측정 조건이 채널마다 다릅니다. 그래서 수치를 나란히 놓고 순위를 매기지 않았습니다. 조건은 표의 ‘조건·단서’ 칸에 적었습니다
• ★ Preview 4.0 – Tech Curiosity 은(는) 이 주제와 이해관계가 있는 채널입니다. 근거는 인용하는 채널 목록에 있습니다
• ★ 인용한 3곳 중 2곳은 이 주제와의 이해관계를 확인하지 못했습니다(Mostly Positive Reviews, Nicolas11x12 English). ‘이해관계가 없다’가 아니라 ‘아직 모른다’는 뜻입니다 — 근거를 찾는 대로 갱신하고 날짜를 남깁니다
• 사실과 다른 내용이 있으면 알려주십시오. 근거와 함께 정정하고 날짜를 남기겠습니다

판정 기준은 판정 기준과 방법, 인용 채널 전체는 인용하는 채널 목록에 있습니다.