Analisis Kinerja Overclocking CPU dan GPU Terhadap Kecepatan Rendering

## Project 3D
Majid Rahardi 1* , Malik Bagaskara 2
1,2 Fakultas Ilmu Komputer Universitas Amikom Yogyakarta
1* majid@amikom.ac.id (penulis korespondensi)
2 malikbagaskara@students.amikom.ac.id
Abstrak — Perkembangan bidang teknologi saat ini begitu sangat cepat. Hal ini membuat banyak dampak positif di berbagai bidang pekerjaan manusia.  Salah  satu  perkembangan  teknologi  yang  begitu  penting  adalah  teknologi  3D.  Teknologi  3D  mulai  banyak  digunakan  untuk membantu proses belajar mengajar pada pendidikan, bidang marketing, bidang teknik sipil, dan bidang lainnya. Namun permasalahan  yang masih dihadapi adalah proses pembuatan dan rendering 3D yang membutuhkan komputasi tingkat tinggi. Hal yang paling berpengaruh adalah unit GPU (Graphic Processing Unit) dan CPU (Central Processing Unit). Karena dua hal tersebut adalah komponen utama untuk memproses komputasi saat rendering berlangsung. Oleh karena itu, penting untuk dilakukan studi untuk meningkatkan kinerja prosessor tersebut. Hal ini disebut  dengan  teknik  overclocking  pada  perangkat  komputer.  Overclocking  adalah  metode  yang  dapat  meningkatkan  kecepatan  clock perangkat  keras  komputer,  memungkinkan  komputer  berjalan  lebih  cepat  dari  kecepatan  standar.  Hasil  dari  studi  ini  menunjukkan  bahwa overclocking CPU dapat ditingkatkan kinerjanya hingga 27.2% dan unit GPU mampu ditingkatkan kinerjanya hingga 24.17%.
Kata kunci: Overclocking, CPU, GPU, Rendering, 3D
Abstract— The development of the field of technology today is so very fast. This makes many positive impacts in various fields of human work. One of the most important technological developments is 3D technology. 3D technology is starting to be widely used to assist the teaching and learning process in education, marketing, civil engineering, and other fields. However, the problem that is still being faced is the process of creating and rendering 3D which requires high-level computing. The most influential thing is the GPU (Graphic Processing Unit) and CPU (Central Processing Unit) units. Because these two things are the main components for processing computations when rendering takes place. Therefore,  it  is  important  to  conduct  studies  to  improve  the  performance  of  these  processors.  This  is  called  an  overclocking  technique  on computer devices. Overclocking is a method that increases the clock speed of the computer's hardware, allowing the computer to run faster than the standard speed. The results of this study show that CPU overclocking can increase its performance by up to 27.2% and the GPU unit can increase its performance by up to 24.17%.
Keywords : Overclocking, CPU, GPU, Rendering, 3D

## I. P ENDAHULUAN
Perkembangan  dunia  teknologi  saat  ini  mengalami perubahan  yang  sangat  pesat.  Salah  satunya  dalam pengembangan  perangkat  lunak  (software).  Setiap  tahun perangkat  lunak  semakin  update,  oleh  karena  itu  perangkat lunak  menuntut  kinerja  komputer  yang  cepat  sehingga komputer  dengan  spesifikasi  yang  rendah  sulit  untuk menjalankan  perangkat  lunak  tersebut.  Kesulitan  tersebut ditandai  dengan  lagging  yang  akan  mengganggu  aktifitas yang dilakukan. Terutama dalam bidang rendering 3D sebuah komputer  dituntut  mempunyai  spesifikasi  yang  memadai untuk melakukan rendering 3D agar tidak mengalami kendala atau  crash  selain  itu,  dengan  menggunakan  perangkat  keras (hardware)  yang  memadai  akan  mempermudah  suatu pekerjaan [1]–[3].
Perangkat  lunak  rendering  juga  telah  ditingkatkan  secara visual  dan  teknis.  Secara  visual,  kualitas  tampilan  bervariasi tergantung  pada  perangkat  lunak  rendering.  Ada  perangkat lunak  rendering  real-time,  beberapa  di  antaranya  adalah rendering  non-real-time.  Secara  teknis,  pencitraan  perangkat lunak memiliki spesifikasi khusus untuk perangkat keras agar dapat  bekerja.  Prosesor  atau  sering  disebut  CPU  (Central Processing  Unit)  dan  GPU  (Graphics  Processing  Unit) merupakan komponen terpenting dalam rendering 3D [4]–[6]. Semakin  maju  kedua  komponen  ini,  semakin  efektif  mereka saat  merender  dalam  3D.  Saat  ini  kedua  komponen  tersebut
hilang di pasaran sehingga menyulitkan pengguna yang ingin melakukan  upgrade.  Jika  memiliki  komputer  dengan  kinerja tinggi tetapi perangkat kerasnya tidak berubah, salah satu opsi pengguna  adalah  melakukan  overclock  kedua  komponen  ini. Overclocking  adalah  metode  di  mana  kecepatan  clock perangkat keras komputer dapat ditingkatkan, memungkinkan komputer  berjalan  lebih  cepat  dari  kecepatan  default  yang ditentukan  oleh  pabrikan.  Secara  umum,  kata  overclock terdiri  dari  dua  kata.  Dengan  kata  lain,  "over"  berarti melampaui/melebihi,  dan  "clock"  menunjukkan  clock  speed dari perangkat keras komputer. Hal ini mengingat pentingnya memahami langkah-langkah dalam proses overclocking CPU dan  GPU  dan  bagaimana  pengaruhnya  terhadap  proses rendering  3D.  Pada  penelitian  yang  akan  dilakukan  adalah membuat  proses  overclocking  CPU  dan  GPU  dengan  cara membandingkan  frekuensi  default  dan  frekuensi  overclock CPU  dan  GPU  untuk  mencapai  hasil  yang  sebaik  mungkin. Proses ini membandingkan frekuensi dari CPU dan GPU pada posisi default, posisi peningkatan frekuensi [7]–[10].
A. A. Slameto (2020) pada jurnal yang berjudul “Pengaruh Overclocking Processor AMD Ryzen 5 Pada Rendering Video Menggunakan  Adobe  After  Effect”,  peneliti  melakukan penelitian  pada  processor  AMD  Ryzen  5  2400G.  Peneliti berfokus  untuk  mengoptimalkan  sebuah  komputer  dengan cara meng overclock processor dan mengkonfigurasi beberapa perangkat  lainnya.  Setelah  dilakukan  overclock,  peneliti
melakukan  uji  coba  dengan  dengan  melakukan  benchmark menggunakan  aplikasi  adobe  after  effect  dan  dipantau menggunakan aplikasi HWInfo64 [11].
Azhar  dan  Firdaus  H  (2019)  pada  jurnal  yang  berjudul “Analisis Kinerja Prosesor terhadap Proses Overclocking dan Downclocking”,  peneliti  berfokus  untuk  melakukan overclocking dan downclocking terhadap perangkat processor AMD  Athlon  II  X2  250.  Peneliti  mengkomparasi  hasil  uji coba  overclock  maupun  downlock  dari  aplikasi  benchmark sintetis Super PI, PC Mark 05, Cinebench R10, 3DMark 2001, dan  aplikasi  benchmark  real  life  seperti  Windows  BOOT timer dan Winrar [12].
T.  Indriyatmoko  and  M.  R.  Arief  (2015)  dalam  penelitian yang  berjudul  “Analisis  Pengaruh  Overclocking  Terhadap Kinerja  Sistem  Dalam  Melakukan  Rendering”  melakukan  uji coba overclock perangkat komputer untuk mengetahui selisih perbedaan  kecepatan  rendering  antara  settingan  default dengan settingan overclock [13].
Adapun  tujuan  dalam  penelitian  ini  adalah  untuk menganalisis perbedaan kinerja antara pengaturan default dan overclocking  pada  proses  rendering  3D.  Metode  penelitian yang  digunakan  adalah  metode  eksperimen  dimana  peneliti mendapatkan hasil dengan melakukan pengujian overclocking CPU dan GPU pada kecepatan 3D.

## II. M ETODOLOGI P ENELITIAN
Adapun alur penelitian pada studi ini diawali dengan  studi literatur,  persiapan  komponen hardware dan software ,  uji skenario, hasil dan kesimpulan.

## A. Persiapan Komponen
Sebelum  melakukan  pengujian  overclocking  pada  sistem, peneliti mempersiapkan dan menganalisa semua hardware dan software  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  dengan  tujuan untuk  mencari  data  yang  mendukung  penelitian.  Pada penelitian ini, peneliti menggunakan processor AMD Ryzen 3 1300x.  Prcessor  tersebut  memiliki  spesifikasi  4  cores  dan  4 threads  dengan  kecepatan  base  clock  sebesar  3.50  GHz  dan boost  clock  sebesar  3.70  GHz.  Peneliti  menggunakan  RAM dual  channel,  konfigurasi  ini  dapat  meningkatkan  performa dari  processor  yang  digunakan  sesuai  dengan  rekomendasi dari pabrik. RAM yang digunakan oleh peneliti adalah GSkill Trident  Z  NEO  DDR4  2x8GB  3200MHz.  GPU  yang digunakan  adalah  discrete  GPU  yaitu  Gigabyte  NVIDIA GeForce GTX 1660 6GB dan menggunakan motherboard MSI B450M  Gaming  Plus.  Pada  penelitian  ini  menggunakan aplikasi  utilitas  AMD  Ryzen  Master  dan  Aorus  Engine. Utilitas  ini  membantu  untuk  melakukan  overclock  pada processor  dan  GPU  secara  real  time  pada  system  yang berjalan  tanpa  melakukan  restart.  Selanjutnya  untuk melakukan  uji  coba  dan  implementasi  konfigurasi,  peneliti menggunakan  aplikasi  Blender  3D  dengan  cara  melakukan rendering 3D.

## B. Skenario Overclock Processor
Sebelum melakukan pengujian, peneliti membuat rancangan  skenario  overclock.  Mengawali  dengan  setting clock speed processor secara bawaan berjalan pada kecepatan 3,5GHz  dengan  turbo boost mencapai  3,7GHz.  Nilai  tersebut sesuai dengan spesifikasi dari processor AMD Ryzen 3 1300x. Peneliti  akan  meningkatkan clock  speed  processor dengan kenaikan  100MHz  tiap  skenario  pengujian.  Pada  dasarnya, processor AMD Ryzen 1300x membutuhkan tegangan sebesar 1,30v. Pada saat overclocking voltase tersebut dijadikan acuan dasar  setiap  skenario  overclock,  jika  saat  pengujian  terdapat error  atau  hang  atau  blue  screen  peneliti  akan  menambahkan voltase  dengan  kenaikan  sebesar  0,00625v  sampai  sistem berjalan  dengan  normal.  Nilai  batas  maksimal  voltase processor  untuk  daily  usage  adalah  sebesar  1,4v.  Studi  ini membuat skenario overclock processor seperti pada Tabel 1.
T ABEL I S KENARIO O VERCLOCK P ROCESSOR
Skenario Processor Clock Speed Voltase Default 1 2 3 4 5 3,5 GHz 3,6 GHz 3,7 GHz 3,8 GHz 3,9 GHz 4,0 GHz 1,3v 1,3v ditambah 0,00625v Skenario 1 ditambah 0,00625v Skenario 2 ditambah 0,00625v Skenario 3 ditambah 0,00625v Skenario 4 ditambah 0,00625v
Skenario  pada  GPU  hanya  diubah  nilai  clock  speed, karena  voltase  pada  GPU  sudah  dikunci  sehingga  tidak  bisa merubah  voltase  melewati  utilitas  aorus  engine.  Gigabyte Geforce  GTX  1660  6G  memiliki  clock  boost  sebesar 1830MHz  dan  memiliki  rating  TDP  sebesar  130W.  Berdasar spesifikasi  tersebut  peneliti  akan  menaikkan  25MHz  dalam setiap  skenario  overclock  dengan  maksimal  kenaikan  sebesar 150MHz. Adapun skenario GPU dapat dilihat pada Tabel 2.
T ABEL II S KENARIO O VERCLOCK GPU Skenario GPU Clock Default 1 2 3 4 5
1830 MHz 1855 MHz 1880 MHz 1905 MHz 1930 MHz 1955 MHz III. H ASIL DAN P EMBAHASAN

## A. Implementasi Overclocking
Studi  ini  mengimplementasikan  skenario  pengujian rendering 3D menggunakan skenario default dan menggunakan  skenario overclock . Rendering menggunakan asset  3D  dari  sebuah  website  tutorial  membuat  model landscape 3D menggunakan blender [14] .
Gambar 2. Project Rendering 3D
Adapun Computer  Personal (PC)  yang  digunakan  pada penelitian  ini  dirancang  khusus  sesuai  skenario  yang  telah ditentukan  sebelumnya.  Berikut  PC  pada  penelitian  pada gambar 3.
Gambar 3. Computer Personal (PC)
Selanjutnya dilakukan pengujian rendering 3D menggunakan aplikasi blender. Saat proses pengujian, peneliti memantau suhu, clock speed, dan voltase pada processor dan GPU menggunakan aplikasi HWiNFO64 dengan tujuan untuk memastikan agar komponen tidak melebihi batas kemampuan. Selanjutnya peneliti mengimplementasikan skenario overclock yang  sudah  dibuat  pada  system  menggunakan  utilitas  AMD Ryzen Master dan Aorus Engine.
Setelah  mengimplementasikan  skenario  overclock  pada system,  peneliti  melakukan  uji  stabilitas  untuk  memastikan skenario  overclock  berjalan  normal  dan  stabil.  Peneliti melakukan  pengujian  menggunakan  aplikasi  3Dmark  dan menjalankannya  sebanyak  3x.  Selanjutnya  setelah  uji stabilitas  berjalan  dengan  baik  maka  dilakukan  pengujian rendering 3D  menggunakan  aplikasi  blender  dengan system yang  sudah  di overclock .  Peneliti  juga  menjalankan  aplikasi HWiNFO64  untuk  memantau  suhu, clock  speed ,  dan  voltase pada processor dan  GPU.  Setelah  seluruh  pengujian  selesai, peneliti  menganalisis  perbandingan  hasil  seluruh  pengujian. Hasil  yang  dianalisis  adalah  perbandingan  lamanya  waktu rendering 3D.

## B. Pengujian Overclocking
Tahap  selanjutnya  adalah  dilakukan  pengujian  waktu rendering antara  CPU  dan  GPU.  Adapun  hasil  pengujiannya dapat dilihat pada Tabel 3.
T ABEL III U JI W AKTU R ENDERING Skenar io Waktu Renderi ng CPU Persentase Selisih CPU Waktu Renderin g GPU Persentase Selisih CPU Default 1 2 3 4 5 16m 28.51s 13m 27.07s 12m 47.20s 12m 25.42s 12m 01.38s Failed - 18.35% 22.39% 24.59% 27.02% - 1m 43.11s 1m 27.57s 1m 22.66s 1m 18.33s 1m 18.19s Failed - 15.07% 19.83% 24.03% 24.17% -
Hasil  persentase  selisih  waktu  rata-rata rendering overclock CPU dengan  skenario default didapatkan  setiap  skenario mengalami  kenaikan  persentase  dengan  nilai  optimal  pada skenario 4 dengan nilai peningkatan sebesar 27.02%. Adapun hasil  persentase  selisih  waktu  rata-rata rendering overclock GPU dengan  skenario default didapatkan  setiap  skenario mengalami  kenaikan  persentase  dengan  nilai  optimal  pada skenario 4 dengan nilai peningkatan sebesar 24.17%.

## Gambar 5. Selisih waktu uji rendering (detik)
Hasil  uji  kecepatan  waktu  rendering  menunjukan  bahwa baik  CPU  maupun  GPU  memperoleh  hasil  yang  maksimal pada  skenario  ke-4.  Adapun  skenario  5  tidak  berhasil diterapkan. Pada skenario ke-4 CPU mendapatkan kemampuan  maksimal  dengan  waktu  rendering  721.38  detik. Sementara  GPU  mendapatkan  kemampuan  maksimal  dengan waktu rendering 78.19 detik.
T ABEL IV U JI S UHU OVERCKLOCKING Skenario Suhu CPU Suhu GPU Default 1 2 3 4 5 51.6˚C 59.2˚C 61˚C 62.2˚C 62.8˚C - 50˚C 52˚C 54˚C 52˚C 55˚C -
Seiring  kenaikan  clock  speed  CPU  dan  voltase  CPU mengakibatkan  peningkatan  suhu  pada  CPU  dari  suhu  rata rata  default  51.6˚C  menjadi  rata  rata  76.8˚C  atau  dengan persentase kenaikan sebesar 48.84%. Sedangkan suhu rata rata GPU  mengalami  peningkatan  suhu  rata  rata  kondisi  default dari  50˚C  menjadi  55˚C  atau  dengan  persentase  kenaikan sebesar 10.00%.

## IV. K ESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  pengujian  yang  telah  dilakukan  dapat diambil  kesimpulan  bahwa  hasil  dari  studi  ini  menunjukkan bahwa  overclocking  CPU  dapat  ditingkatkan  kinerjanya  hingga 27.2% dan unit GPU mampu ditingkatkan kinerjanya hingga 24.17%. Performa rendering terbaik terdapat pada skenario 4 overclock GPU  dengan  mempercepat  waktu  rendering  3D  dari  1  menit 43.11  detik  menjadi  1  menit  18.19  detik  atau  dengan persentase  kenaikan  sebesar  24.17%  dari  konfigurasi  default. Skenario 5 dari setiap metode pengujian mengalami kegagalan dikarenakan  sistem  yang  sudah  tidak  mampu  menjalankan
pengujian rendering 3D. Kecepatan RAM sangat berpengaruh terhadap kecepatan rendering. Semakin tinggi frekuensi RAM maka  semakin  cepat  juga  waktu  yang  dibutuhkan  untuk rendering.

## R EFERENSI
[1]  M.  Fakhrizal  S  and  E.  Pujastuti,  “Analisis  Perbandingan  Efisiensi Waktu Antara Overclock RAM Dengan Overclock Prosesor Pada Proses Render Audio,” Respati , vol. 16, no. 2, pp. 33–37, 2021.
[2]  T. Yusnanto, A. Mahmudi, and K. Mustofa, “‘Jurnal TRANSFORMASI (Informasi  &  Pengembangan  Iptek)’  (STMIK  Bina  Patria)  Pengaruh Overclocking  Prosessor  INTEL  CORE  2  DUO  E8400  PadA MOTHERBOARD ASUS P5Q DAN ASUS P5P43TD,” J. Transform. , vol. 17, no. 1, pp. 67–76, 2021.
[3]  M.  Rahardi  and  R.  Fajarudin,  “Sistem  Autentikasi  Presensi  Mahasiswa Berbasis Radio Frequency Identification (Rfid),” Sistemasi , vol. 8, no. 2, p. 276, 2019, doi: 10.32520/stmsi.v8i2.486.
[4]  Y.  W,  A.  Fauzan,  A.  Yani,  and  M.  A.  Aziz,  “Analisis  Performance Central  Prosessing  Unit  (  CPU  )  Realtime  Menggunakan  Metode Benchmarking  An  Analysis  of  Performance  Central  Processing  Unit (  CPU  )  for  Real  Time  Using  Benchmarking  Method,” J.  Manajemen, Tek. Inform. dan Rekayasa Komput. , vol. 20, no. 2, pp. 237–248, 2021, doi: 10.30812/matrik.
[5]  A. A. Razak, A. Muttaqin, E. Pradipta, J. T. Elektro, F.  Teknik, and U. Brawijaya,  “Analisis  Pembatasan  Thread  Cuda  GPU  Computing  pada Image Denoising,” vol. 15, no. 1, pp. 17–22, 2021.
[6]  D. Indra, R. Satra, M. J. Asshiddiq, L. Syafie, E. I. Alwi, and M. A. Asis, “Performance Analysis of GPU-CPU for the Face Detection,” 3rd 2021 East Indones. Conf. Comput. Inf. Technol. EIConCIT 2021 , pp. 297–301, 2021, doi: 10.1109/EIConCIT50028.2021.9431901.
[7]  M.  Shuaib et  al. ,  “A  Novel  Optimization  for  GPU  Mining  Using Overclocking  and  Undervolting,” Sustain. ,  vol.  14,  no.  14,  2022,  doi: 10.3390/su14148708.
[8]  M.  Jalili et  al. ,  “Cost-efficient  overclocking  in  immersion-cooled datacenters,” Proc.  -  Int.  Symp.  Comput.  Archit. ,  vol.  2021-June,  pp. 623–636, 2021, doi: 10.1109/ISCA52012.2021.00055.
[9]  M.  Rahardi,  L.  E.  Nugroho,  and  R.  Ferdiana,  “Perancangan  Aplikasi Pendukung  Touring  Berbasis  Contextual  Awareness,” Semin.  Nas. Teknol. Inf. dan Multimed. STMIK AMIKOM Yogyakarta , pp. 6–7, 2016.
[10]  M. Rahardi, A. D. Amien, and T. Indriyatmoko, “Analisis Perbandingan Manajemen  Bandwidth  Menggunakan  Metode  Mikhmon  dan  User manager  (Studi  Kasus:  Cafe  Hanny  Gombong),” J.  Infomedia  Tek. Inform. Multimed. Jar. , vol. 7, no. 1, pp. 5–8, 2022.
[11]  A. A. Slameto, “Pengaruh Overclocking Processor AMD Ryzen 5 Pada Rendering  Video  Menggunakan  Adobe  After  Effect,” INOVTEK Polbeng  -  Seri  Inform. ,  vol.  5,  no.  1,  p.  162,  2020,  doi: 10.35314/isi.v5i1.1240.
[12]  A.  Azhar  and  F.  H,  “Analisis  Kinerja  Prosesor  terhadap  Proses Overclocking dan Downclocking,” Ainet  J. Inform. , vol. 1, no. 1, pp. 7– 12, 2019, doi: 10.26618/ainet.v1i1.2286.
[13]  T.  Indriyatmoko  and  M.  R.  Arief,  “Analisis  pengaruh  overclocking terhadap kinerja sistem dalam melakukan rendering,” STMIK AMIKOM Yogyakarta , pp. 10–17, 2015.
[14]  F.  Tutorials,  “Blender  Tutorial  For  Beginners  –  Epic  Landscape TutoriaL,”  2021.  https://www.fattututorials.com/blender-tutorial-for- beginners-epic-landscape-tutorial/ (accessed Sep. 27, 2022).