Intel期待の「Ice Lake」についていまわかっていることを整理する

基調講演レポートでも紹介した通り、Intelは最後の最後でIce Lakeこと第10世代Coreが出荷されたことと、簡単なパフォーマンス指標を示した。これに合わせて出されたニュースリリースは、基調講演とは逆に、第10世代Coreをトップで大きく紹介するという「どういうこっちゃ」的な扱いになっているのだが、それはともかく。

ニュースリリースでは「出荷を開始した」と明確に書いているにも関わらず、現時点ではまだIce Lakeベース製品の詳細なSKUが明らかになっていない。ark.intel.comで「そんな製品はない」といわれてしまうくらいだ。デルの製品発表ではIntel Core i3-1005 G1 / i5-1035 G1 / i7-1065 G7といった製品名が出ていたが命名規則にも変化があるかもしれない。

まぁ今回はノートPC向けのみの出荷なので、リテールマーケットに流れることはあり得ず、基本的にはOEM/ODMメーカーのみへの提供だから、ark.intel.comに登録する必要がないといわれればその通りなのだが。

まずは現状の整理から

Product Briefには概略が示されており、これとプレスリリースに掲載された数字をまとめたものが表1になる。

Core i3/5/7というSKUとは別の話で、TDP 9WのIce Lake-Yと、TDP 15WのIce Lake-Uがある。また、Ice Lake-Uには、GPUが最大32EUのIce Lake-U UHDと、48/64EUのIce Lake-U Iris Plusの2製品があり、TDPそのものは15Wだが、cTDP(Configurable TDP)で下げた場合が12Wと13Wの違いがある。

基調講演などで示された「GPU性能2倍」などの性能指標は、おそらくIce Lake-U Iris PlusをベースにしたCore i7で、Base Clockは不明だがMax Turboは4.1GHz駆動、GPUは64EUの構成と思われる。

Open Houseの最後に記した、cTDPを25Wに引き上げてCS:GOで100fps超えを達成も、Core i7向けのIce Lake-U Iris Plusベースのものであろう。

そのIce Lakeであるが、まずCPUについて。2019年頭に紹介した通り、Ice Lakeに搭載されるのはSunny Coveコアとなる。このSunny Coveが5命令デコードのSuper Scalar構成であり(Photo01)、L1/L2に加えてTLBやOoO Window、In-Flight Load/Storeなどもこれに合わせて強烈に強化されている(Photo02)。

Photo01:μOp Cacheからは6μOpでQueueに投入されるというのは今回初めて公開された気がする

Photo02:μOp Cacheも2.25Kまで増やされた

この結果として、IPCは平均18％向上したというのがIntelの主張である(Photo03)。そしてSingle Thread Performanceがこちら(Photo04)である。

Photo03:一番低いケースでも99％程度。ほとんどのアプリケーションで15％を超えるIPC改善を見せているから、この数字そのものはいいのだが

Photo04:比較基準がBroadwellというのが良く分からない。そこまで差を大きく見せたかったのか

いまの10nmプロセスでは周波数が上がらない？

さて、ここでこのPhoto04におけるWhiskey LakeとIce Lakeの性能を見てみると(Photoshopでグラフの高さ方向のPixel数を数えた)、Whiskey Lake:Broadwell比で141.9％、Ice Lake:Broadwell比で147.0％となっており、Wiskey Lake vs Ice Lakeではわずかに3.5％の性能改善しかないことになる。

IPCが18％向上しているにも関わらず、性能が3.5％しか上がらないというのは、要するにそれだけ動作周波数が落ちているからだ。そもそもIce LakeのMax Turboが4.1GHzという時点でおかしいと考えるべきである。

というのは、14nm++を使うWhiskey LakeのMax Turboは4.8GHzに達しているわけで、ここから考えられるのは、現状のIntelの10nmは、動作周波数が上まで回らなくなっているということだ。

先のIPCに絡んでいえば、実効動作周波数が12％程度下がっていると仮定するとちょうどつじつまが合う。おそらくBase FrequencyはWhiskey Lakeとそれほど変わらない(Core i7-8665Uの場合は1.9GHz)と思われるが、そこからの上がり方が14nm++ほどではないと考えられる。

All Coreでのアプリケーション性能を示す際に、これまでSysMarkやCineBenchをしばしば使っていたのに、Ice Lakeに関してはこれらの生の結果が出てこないのは、このあたりに理由があるのではないか？という気がする。

GPU性能の高さはメモリも影響

GPUが最大64EUになるという話は2018年12月のArchitecture Dayから出ていた話で、これそのものは別に目新しい話ではない。

GPU性能は、いってしまえばMACユニットの数×スループット×動作周波数で決まる。詳細は年初の記事で紹介したが、Ice Lakeでは最大64EUを1.1GHz駆動させることで、FP32で1.12TFlopsの処理性能となっている。

GPU性能について、Whiskey LakeベースのCore i7-8565Uとの性能比較(Photo05)に加えてRyzen 5 3700Uとの比較(Photo06)も示された。要するにこれは同じTDP(25W)での比較という話なのだが、本当に同じ条件なのか分からなかったのが、メモリである。

Photo05:こちらはEUの数がモロに効いてきている感じだが、それでもプラスアルファがある

Photo06:いい勝負という感じになっている。IntelはIce Lakeの方が上回ると主張しているが、その差があまりないのも事実

Ryzen 7 3700Uは、そもそもLPDDR4/xをサポートしていないので、恐らくはDDR4-3200あたりのSO-DIMMを搭載したモデルと推測できる。対するIce Lakeであるが、こちらはおそらくLPDDR4x-3773を搭載しているのではないか？と思われる。そもそもメモリ構成は？と聞いたら「分からない」と返ってくるあたりでかなり怪しい。

Ryzen 7 3700Uは10CUでGPUは1.4GHz駆動だから1.8TFlops(FP32)の理論性能となっている。この性能が出ないのは単にメモリがボトルネックになっているから。これは統合型GPUの宿命なわけだが、逆にいえばメモリの性能を上げると、性能が引きあがることは、初代のRyzen 5 2400の際にも示されており、本当の意味でGPU性能の比較をするのであれば、ここをそろえないと話の辻褄が合わない。

もちろんシステム全体としてみれば、LPDDR4/x-3733をサポートするIce Lakeにアドバンテージがあるのは間違いないが、問題は今後出てくる(出てこないとまずい)TDP 45WのH SKUである。このSKUはLPDDR4/xではなく通常のDDR4-3200での利用になる。このDDR4-3200で同じ性能が出せるのかは今回はっきりしなかった。

ところで今回、Intelはウェハ写真を示してくれた(Photo07)。ここから計算するとダイサイズは11.1mm×11.8mm程度で、ダイサイズは131平方mmをちょっと下回る程度になる。こちらに14nm世代のサイズ比較を示したが、ほぼKaby Lakeベースの4コア(126平方mmほど)と大差がない。

Photo07:Intel提供の写真であるが、斜めになっている状態でのものだったので、一応縦横同じサイズに変形させてある

これは理由があって、そもそもGPUのEU数が大幅に増えたうえにType-C(これはThunderboltのコントローラを含んでいると思われる)やIPU(Image Processing Unit:昔はISP/Image Signal Processorと言っていた)、Displayなど、いずれもCore+L3キャッシュと同じくらいの面積をとっている。実質14nm世代の6コア相当位の回路規模になっており、そう考えればむしろ頑張っておさめたというべきか。