新テーマは「インテル、AI（愛）入ってる。」Meteor Lakeでインテルが目指すAIの未来とは

「AI PC」の基盤となるMeteor Lake

Meteor Lakeの解説を行うインテル株式会社 技術本部部長 工学博士の安生健一朗氏

次世代のモバイル向けCPU「インテル Core Ultra プロセッサー」（開発コードネーム：Meteor Lake）には、とにかく新しい要素が多い。安生氏が「インテルのクライアントSoC アーキテクチャーにおける40年間で最大の転換」と評するのも納得

　もちろん、ハードウェア面においてAIを支えるのもインテルの領分だ。今後のAI社会において、一般の人々にもAIを活用するためのPC、すなわち「AI PC」が必要となってくる。そうしたAI PCの第一歩となるのが、今回のMeteor Lake世代のPCといえる。

　Meteor Lakeの技術的なポイントは、既報でも紹介されている通りだが、ここでも一部おさらいしておこう。

　これまでのインテルCPUは、1つのダイにさまざまな機能を持たせる形だったが、Meteor Lakeでは“タイル”と呼ばれる複数の小さなダイに分割したタイル・アーキテクチャー構造を採用した。

4種類のタイルを組み合わせるタイル・アーキテクチャー。それぞれのタイルには異なる仕事がある

　タイルは役割ごとに「グラフィックス・タイル」、「SoCタイル」、「コンピューティング・タイル」、「IOタイル」に分けられており、製造プロセスや製造施設もそれぞれ異なっている。グラフィックス・タイルはTSMCのN5、IOやSoCタイルはTSMCのN6を採用。コンピューティング・タイルには、インテルの最新プロセスである「Intel 4」を採用した。

面積スケーリングは従来の「Intel 7」と比べて2倍、電力効率は20％向上しているとのこと

　タイルが分けられるというと、通信のレイテンシーが気になるところ。それを解決するのが、同社の3D積層パッケージング技術「Foveros」だ。

　上記の4つのタイルは、22nmのプロセスで製造された「ベースタイル」というタイルの上に実装されている。このベースタイルによって、従来より高密度・高電源効率・低レイテンシーな配線を実現しており、ベースタイルを通じてタイル間の通信を行うことで、レイテンシー問題をクリアしているという。

今回のタイル・アーキテクチャーを実現したのは、新たな積層パッケージング技術「Foveros」によるところが大きい

　そして、このタイル・アーキテクチャーにおいて最も特徴的なのが、SoCタイルの役割だ。第12世代や第13世代のインテル Core プロセッサーでは、高性能な“Pコア”と電力効率に優れる“Eコア”という2種類のコアで処理を行っていた。

　Meteor Lakeでも最新世代のPコア/Eコアがコンピューティング・タイルに実装されているわけだが、それとは別に、SoCタイルにも低消費電力のEコアが実装されているのだ。

Meteor Lakeにおけるそれぞれのコアの役割

　従来だと、コアの使い分けをサポートするインテル スレッド・ディレクターでは、ユーザーがリアルタイムで操作している優先度の高い処理をPコアで行い、バックグラウンドタスクなど優先度の低い処理はEコアで行うスケジューリングを行っていた。

　しかしMeteor Lakeでは、まず最も消費電力の低いSoCタイル上のEコアから処理を割り振り、あふれた負荷の高い処理をコンピューティング・タイルのEコア→Pコアという優先度で割り振るようになっている。

　つまり、必要最小限のパワーで可能な限り無駄な電力を使わないように設計されているといえる。

前世代よりも、より省電力に運用できるようにコアを使う

　さらにもう一つ特筆すべきなのが、「NPU」という省電力のAIエンジンを搭載したことだ。これにより、従来のCPUやGPUよりもAI処理の電力効率が高くなっている。こうした点も、インテルがAI PCとしてMeteor Lakeを推す要因だ。

AIの処理にはCPUもGPUも活用されるが、Meteor Lakeではそこに省電力なNPUという選択肢が加わった

　SoCタイルはこのほかにも多彩な役目を持っている。役割的にはグラフィックス・タイルに入りそうなAV1エンコーダーまで備えているというのが興味深い。

　Meteor LakeはこのSoCタイルが中心となっており、負荷の低い処理はSoCタイル内で完結させることで、電力効率を高めているわけだ。

SoCタイルの主な役割

　また、内蔵GPUの進化も見逃せないポイントだ。グラフィックス・タイルの内蔵GPUには、同社のdGPU「インテル Arc Aシリーズ」で採用する「Xe-HPG」をベースにした「Xe-LPG」という新アーキテクチャーを採用する。

　Xe-LPGでは、「XMX（Xe Matrix Engine）」という演算機を除く、インテル Arc Aシリーズのほぼ全機能を実装したとのこと。同社によれば、従来の内蔵GPUで使用していた「Xe-LP」の約2倍のグラフィックスパフォーマンスを実現するという。

　これまで、同社の内蔵GPUでは「EU（Execution Unit：実行ユニット）」という単位を使ってきたが、今回から「Xeコア」という単位で性能を表すようになった。従来のEUは、ここでは「VE（Vector Engines）」と言い換えている。Xe-LPは96EUだったため、128VEは約33％の増加となる。さらに今回、内蔵GPUとして初めてレイトレーシングユニットも8基搭載している。

Xe-LPGのスペック。これまでのEUは、Vector Enginesと言い換えている

　そのほか、日本ではまだ認可されていないが、Wi-Fi 7（IEEE 802.11be）のサポートなども特徴だ。Wi-Fi 7では理論値で5Gbpsを超えるデータ転送速度を実現可能とされており、期待が高まっている。

Wi-Fi 7の主な特徴