ロードマップでわかる！当世プロセッサー事情 第688回

Tech Tourで判明したRaptor Lakeの内部構造　インテル CPUロードマップ

プロセッサーパイプラインそのもののIPCは
Alder Lakeと同一

　そのRaptor Lakeであるが、Intel Innovationなどでも「シングルスレッドで15%、マルチスレッドで41%の性能向上が実現」という数字が出ていた。その内訳が下の画像だ。

つまりAlder LakeとRaptor Lake、プロセッサーパイプラインそのもののIPCは全く同一ということになる。実際性能向上要因はいずれもコアの周囲である

　実はRaptor LakeもコアそのものはAlder Lakeとほとんど同じ、というかAlder LakeのGolden CoveとRaptor LakeのRaptor Coveは、事実上同一に近いらしい。

　もちろんエラッターの修正などは行なわれているだろうから、完全に同一というわけではないし、後述するようにコア外部の変更はいろいろあるが、CPUパイプラインそのものの変更はZen 3→Zen 4よりもさらに少なく、事実上同じとしてみて良さそうである。

　それにもかかわらず性能が伸びたのはなぜか？　というと、シングルスレッドで一番大きいのが動作周波数の向上で、次がキャッシュの大容量化、最後がメモリーの高速化である。そしてマルチスレッドではスレッド動作そのものの変更が最大の性能向上要因となっている。

　まずプロセスについて。上で書いたようにRaptor LakeではIntel 7プロセスそのものが小変更された。あくまでも「小」変更というところがミソで、実際Dan Rogers氏(Senior Director, Mobile Product Marketing)に「なにをいじったの？　構造？　材質？　それともジオメトリ？」と突っ込んだものの、明確に「なにをどう変更したか」の答えはなく、その代わり「(結果として)よりチャネルの(電荷の)移動量が大幅に増えた」という返答が戻ってきた。

これ、動作周波数が低いあたりでどの程度の向上があるか興味ある部分だが、自分で測定するしかないのだろうか……

　このIntel 7と改良型Intel 7を比較した場合、以下のようになる。

• 最大動作周波数は5.2GHz→5.8GHzで600MHz向上
• 同じ5.2GHz動作なら50mVコア電圧を下げられる
• 同じコア電圧なら200MHz動作周波数を引き上げられる

　実際Alder LakeベースのCore i9-12900KとRaptor LakeベースのCore i9-13900Kを比較した場合、それぞれ1割程度の動作周波数向上が見られる(Base Frequencyだけはむしろ下がっているが)。

上の画像に掲載されていないオレゴン担当のプロセッサー
年号	Core i9-12900K	Core i9-13900K
Max Turbo Frequency	5.2GHz	5.8GHz
Turbo Boost Max Technology 3.0 Frequency	5.2GHz	5.7GHz
Performance-core Max Turbo Frequency	5.1GHz	5.4GHz
Performance-core Base Frequency	3.2GHz	3.0GHz
Efficient-core Max Turbo Frequency	3.9GHz	4.3GHz
Efficient-core Base Frequency	2.4GHz	2.2GHz

　もっと興味深いのはこちらの下のスライドだ。241W駆動時のCore i9-12900Kと、65W駆動時のCore i9-13900Kは、ほぼ同等の性能になる、というものだ。

測定方法はSPECrate2017_int_baseのようで、必ずしもすべてのアプリケーションでこれが成立するとは限らなそうだ

　そこから50W増やして115W駆動にすると21%性能向上、176W増やして241Wにすると37%向上する、188W増やして253Wにすると41%向上するというものだが、なんというか筆者だったらこれは間違いなく65W固定で動作させたくなる。

　消費電力を3.9倍まで増やしても性能が41%しか上がらない、というあたりが昨今のプロセッサーの最大の問題ではあると思うのだが、もちろん売る側としては「性能が変わらずに消費電力を176W落としました」よりも「消費電力が同じで37%性能が上がりました」の方が売りやすいわけで、性能の伸びは明白とは言え、やや複雑な心境になってしまった。

　ちなみにDan Rogers氏によれば、“BIOS SettingでConfigurable TDPを設定して65W動作は可能だし、今後はよりTDPの低いSKUの投入も予定している”とのことで、筆者などにはこうした使い方のほうがありがたい気がする。