ロードマップでわかる！当世プロセッサー事情 第781回

Lunar LakeのGPU動作周波数はおよそ1.65GHz　インテル CPUロードマップ

Lunar LakeのGPU動作周波数はおよそ1.65GHz

　Vector Engineの構造もだいぶ変わった。というよりもともとのX^eが変だったのかもしれないが、従来は2つの256bit Vector Engineで1つのスレッドコントロールを共有する、つまり1つのスレッドコントロールが2つの256bit Vectorを管理する)という構造で、それぞれ別にレジスターファイルを持つ構造だったのが、今回1つにまとめられることになった。

扱えるデータ型などには違いがないし、3-way co-issueも以前からと同じである

　おそらくはこれによって、内部のスケジューリングが多少簡単になり、それが冒頭の画像に出てくる"Higher utilization"につながっていったと考えられる。

　ちなみにMXMの構成は1サイクルあたり2万48Ops(FP16)ないし4096Ops(INT8)となっており、これは現在のIntel Arcで利用されているX^e-HPGのものと同じ性能である。

X^e-HPC(Ponte Vecchio)はこの2倍の性能であるが、構成的にそこまで搭載するのは難しかったものと思われる。性能とのバランス、という話だろう

　ここからLunar LakeにおけるGPUコアの動作周波数が推定できる。上の画像にあるように、XMXはINT8なら4096 Ops/サイクルとなっている。これとは別にVector Unitの方ではDP4A命令が実行できる。

　MXMはMeteor Lakeの時代にも搭載されていたもので、X^eSSなどでも利用されているものだ。その処理性能をまとめたのが下の画像であるが1024 Ops/サイクルとなっており、合計で5120 Ops/サイクルとなる。

X^eコアあたりのスループットそのものは、(XMXの有無を除くと)Meteor Lake世代から変わらない

　これはX^e-Core1つあたりの処理性能なので、8 X^e-CoreのLunar Lakeでは4万960 Ops/サイクルとなる。この処理性能で67TOPSを実現しようとすると、動作周波数は1.6357...GHzとなる計算だ。

　1.6GHzでは65.5TOPS、1.65GHzだと67.6TOPSほどになるので、現実問題としては1.65GHzで、これを丸めて67TOPSと称しているのではないかと推定できる。

　この数字、Meteor Lake世代は1.75～2.35GHzとやや高めだったことを考えると低いという感じもするが、前回説明したようになにしろメモリー帯域がMeteor Lakeよりも低めである。

　また前回説明はしなかったが、Memory Side CacheはGPUからアクセスできないことが質疑応答の際に明らかになっている。これはどういうことかというと、Memory Side CacheをGPUのワークエリアとして利用することは一切想定していないという話である。

　8MB程度では、テクスチャーキャッシュ、あるいはレイトレーシング用のワークエリアとしては明らかに不十分であって、しかも前回の筆者の推定が正しければMemory Side Cacheはスヌープキャッシュやライトバックキャッシュとしても使われるため、GPUに割けるような領域はほとんどないだろう。

　ということは、Lunar LakeはMeteor Lakeと比べても6割程度のメモリー帯域でGPUのやりくりをしないといけないわけで、無駄に動作周波数を上げてもメモリー帯域が間に合わないからGPUが空転することになりかねない。この1.65GHzというのは、メモリー帯域を使い切るギリギリの数字なのかもしれない。

　ちなみにVector EngineやXMXだけでなく、レイトレーシング・ユニットの強化も行われている。ただこれに関しては、Meteor Lakeの時代からどの程度向上したのかが明確にされていない。

BVHはBounding Volume Hierarchyの略で、レイトレーシングの交差判定を高速化するための階層的なデータ構造を指す。この下でボックスを処理できるトラバーサル・パイプラインを3つ搭載しているのがわかる。この例ではボックスはウサギ全体だが、この箱をさらに細かく分割することで、よりリアリティのある描画になる

　効率は間違いなく向上しているのだろうが、絶対性能という観点で見るとMeteor Lakeと比較して同等くらいが精いっぱいかと想像される。理由は、レイトレーシングもまたメモリーアクセスを多用するためだ。