Intel クライアント事業開発部マーケティングマネージャー 小澤剛氏

インテルは4日、都内で記者説明会を開催し、同社が2015年1月に発表した第5世代Intel Coreプロセッサ(開発コード名:Broadwell)の概要を紹介した。製品の発表時には公開されていない技術情報もいくつか解説されたので、説明会の内容と合わせてお届けしたい。

第5世代Intel Coreプロセッサは、最新の14nm製造プロセスを採用したCPU。2015年1月のCES 2015に合わせて発表された14製品は、型番に"U"が付いたTDPが15Wもしくは28Wに設定されたモデル(開発コード名:Broadwell-U)で、クラムシェルの薄型ノートPCや大型ディスプレイを備えた2in1デバイス、オールインワンデスクトップPCをターゲットとしている。SKUや詳細なスペックに関しては発表時の記事を参照してほしい。

製品概要の説明を担当したIntel クライアント事業開発部マーケティングマネージャー 小澤剛氏によるとBroadwell-Uは、前世代の低電圧版第4世代Intel Coreプロセッサ(開発コード名:Haswell-U)と比較して、性能やバッテリ持続時間が向上しているという。

プロセスの微細化により、ダイサイズは縮小したがトランジスタ数は増大

パフォーマンス面では、内蔵グラフィックス(iGPU)の強化やV8/V9、HEVCといったデコーダのサポートが大きく寄与し、3Dグラフィックスの性能で最大22%、動画変換で最大50%の性能向上をはじめとして、オフィスにおける生産性でも最大4%のパフォーマンス向上が得られるとしている。

iGPUの強化に加えて、eDPのサポートにより、ネイティブで4Kの出力が可能になった点も見逃せない。V8/V9、HEVCといったデコーダの搭載で動画視聴や変換でもパフォーマンスが向上している

一方で、バッテリ駆動時間はSoCそのものの消費電力削減に加えて、PCH(Platform Controller Hub)でも省電力化を進めることで、最大で1.5時間のバッテリ駆動時間延長を実現したとのことだ。

バッテリ駆動時間は約1.5倍へ増加。後述するシステム全体での省電力化がキモとなっている

Haswellからさらに進化した省電力技術

Intel 技術本部技術部長 竹内健氏

さて、今回の説明会ではBroadwell-Uに搭載されたテクノロジー関して、Intel 技術本部技術部長 竹内健氏からいくつか解説が行われた。1つ目がIntelターボ・ブースト・テクノロジーについてだ。ターボ・ブースト・テクノロジー自体、何回かバージョンアップされ、より効果的にクロックを上げられるようになっているが、BroadwellではノートPCに内蔵されるバッテリへの負担を軽減する仕組みが取り入れられている。

従来のターボ・ブースト・テクノロジーでは、定格時の電力を「PL1」、ターボブーストによって上昇する電力のしきい値を「PL2」(バーストリミット)と設定している。ターボ・ブースト・テクノロジーによってクロックと消費電力が上昇していくわけだが、しきい値である「PL2」を超えると、「PL2」に近づけようとして消費電力が急激に増減するという現象が起こっていた。

PL2を超えたあたりで消費電力が大きく上下し、このときバッテリでは大きな電流が何度も流れている。この状態がバッテリにとってよくないという

バッテリからすると短い時間に大量の電流が何回も流れる。竹内氏によるとこの動きは内蔵バッテリに対してよくない状態だという。このため、場合によっては「PL2」の値を引き下げて対応しているそうだが、これではCPUが持つ力をスポイルしてしまうことになる。

Broadwellでは、新たにバッテリ保護のために「PL3」(バッテリ・プロテクション)というパラメータを用意した。電力が上昇し「PL3」に達すると、PL2付近に電力を抑えるように動作を調整する。これにより急激な消費電力の上昇、それに伴うバッテリへの急激な電流の流れを抑制してバッテリの負荷を減らすことができるようになった。

いったんPL3までいくと、PL2付近で消費電力を抑えようとする

竹内氏は続けて、Broadwellでの省電力技術についても解説。Broadwellでは、内部に実装された統合電圧レギュレータFiVR(Fully Integrated Voltage Regulator)も第2世代となり、低電圧動作時の効率性を改善しているが、システム全体で省電力化を推し進めているという。

CPUだけでなくシステム全体で省電力化する

CPUがSoCの電力消費を監視して、あらかじめ設定された電力の上限に基づき、PCHのスロットリングを行う。SATAやPCI Express、USBといったインフェースでは、スロットリングによってスループットは落ちるが、消費電力は削減できる。ただ、通常のノートPCで、頻繁にPCHのスロットリングが起こることはなく、竹内氏も「2in1デバイスにおけるタブレット形状のように、USBなど接続するものがないときに駆動時間を延ばすという使い方を想定している」という。

Broadwellでは、最低消費電力からターボ・ブーストを最大に使った場合のレンジが広がったという

また、Broadwellでは、Bay Trail(開発コード名)世代のIntel Atomで採用された熱制御技術「Intel Dynamic Platform & Theram Framework」(Intel DPTF)も、より機能が拡充された形で利用できるという。Intel DPTFは、パフォーマンスを発揮しつつ、PCやタブレットの筐体温度を低く維持するための技術で、筐体内に用意された複数の温度・電力センサーを使ってソフトウェアで温度管理を行う。

Intel Dynamic Platform & Theram Frameworkでは、PC内部のさまざまなパーツを制御して発熱と消費電力を管理する

Intel DPTFでは優先事項を決めて、CPUやPCHだけでなく、メモリやワイヤレスLANモジュール、システムファンといった各種パーツを細かく制御できる。例えば、利用している電源がACなのか内蔵バッテリなのかというPCの状態だけでなく、動作しているアプリケーションによっても、動的に挙動を変更することができるという。

Broadwell-Uのパッケージ

14nmプロセスによるウェア