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パソコンのCPUもアプリケーションプロセッサになった

Intel、AMDは、モバイルからデスクトップパソコンまでのに向けた新しいマイクロプロセッサを発表した。Intelが発表したのは4世代のCore i3/i5/i7マイクロプロセッサ、AMDはJaguarクアッドコアを採したA4、A6、A8、A10というk連のマイクロプロセッサ。

図1 Intelが発表した4世代のCoreプロセッサ 出Z:Intel

図1 Intelが発表した4世代のCoreプロセッサ 出Z:Intel


先週、湾で開かれたComputex Taipeiをpけ、アップルやパナソニック、エイサー、レノボなどパソコンメーカーが新を々発表している。ところが、これまでパソコンやサーバー向けのマイクロプロセッサを出荷してきたIntelとAMDは、モバイルx場をT識したプロセッサにを入れている。すなわち、これまでのようなCPUとは違い、CPUコアに加えグラフィックスコア、ビデオ処理プロセッサ、画欺萢プロセッサ、PCI ExpressをはじめとするQ|インターフェース、DDR3メモリを直Tできるノースブリッジv路なども1チップに集積している(図1)。これらは、スマートフォンや携帯電Bなどのアプリケーションプロセッサそのものである。AMDは、クライアントプラットフォームのアプリケーションプロセッサと}んでいる。

余iだが、Intelは同じような機Δ鮟言僂靴織廛蹈札奪気鬟皀丱ぅ襯廛蹈札奪気△襪い1チップSoCと}ぶが、してアプリケーションプロセッサとは}ばない。10Qほどi、Intelはアプリケーションプロセッサを開発していた頏をMarvell Semiconductorとしてスピンオフして外陲暴个靴討靴泙辰燭海箸未だにトラウマのように残っているのだろう。当時のIntelはそれをアプリケーションプロセッサと}んでいた。

さて、両社が狙うモバイル分野は、タブレットであり、キーボードをDり外せるタブレットである。後vのタブレットをIntelは2-in-1と}び、AMDはハイブリッドタイプと}んでいる。Intelは、2-in-1やタブレットのようなモバイル端ではCPUの性Δ茲蠅盪斑感、すなわちユーザーエクスペリエンスを_する時代に来ていると見る。

Intel、PC向けにも1チップのSoCプロセッサ
ユーザーエクスペリエンスに求められるプロセッサには次の長があるとIntelはいう。kつはもちろんバッテリ使時間をPばすこと。次はグラフィックス性Δ屬欧謄咼献絅▲襪焚Cを実現することである。さらに、今vの4世代CoreプロセッサからPC機Δ箸靴峠蕕瓩1チップ化したこともIntelは長に加えている。

今v、Intelは、4世代のCoreプロセッサファミリとして、モバイルプロセッサ4シリーズ、デスクトッププロセッサを3シリーズ、8シリーズのチップセットを発表した。ノートパソコンが厚さ35mmから25mm以下に向かっているため、複雑な冷却システムではなく、チップO身の低消J電化を設の主眼にいた。低消J電向けに電源電圧を下げてもW定に動作させるため、パワーマネジメントIC(電源IC)をkつのパッケージ基屬忘椶擦拭平2)。


図2 新プロセッサのそばにパワーマネジメントチップを搭載する 出Z:Intel

図2 新プロセッサのそばにパワーマネジメントチップを搭載する 出Z:Intel
最先端な微細・高集積SoCのそばに電源を配するPOL(sh┫)式 (参考@料1)


IntelのCoreファミリのプロセッサには、Core i3、Core i5、Core i7とそれぞれ低消J電版からハイエンド版まであり、さらにそれぞれを世代ごとに進化させている。今vは、Qファミリを4世代にアップグレードした。

モバイルでは、Core i5でもYシリーズは消J電が最も低く、6W度の設をめている。このSDP(シナリオデザインパワー)は、タブレットや2-in-1タイプのようにディスプレイ笋縫廛蹈札奪気鮗△垢訃豺腓i提とした消J電。

プロセッサの消J電を下げるため、これまではCステートを変化させることで官していた(図3)。CPUコアの電圧を下げたり、クロックの供給をVめたり、キャッシュ内容のk陲鮗里撞遒辰燭蠅垢襪海箸如Cステートの段階を定めていた。消J電を下げないC0から消J電の最も低いC10まで設けていた。ただ、この(sh┫)法では、CPUコアの消J電は下がったが、その他のv路の消J電までは下げられなかった。


図3 IntelがCステートと}ぶ低消J電\術 出Z:Intel

図3 IntelがCステートと}ぶ低消J電\術 出Z:Intel


そこで、Intelは、パワーマネジメントの仕組みを工夫した(図4)。OSがk定時間、割り込みタスクがあるかないかを聞いてくる割り込みタイマーを設け、割り込みがない場合にはスリープXにしておく。割り込みがある場合は次の割り込みタイマーが来るiに処理を済ませておく。ただし、次の割り込み要求が来たらスリープXからすぐにき屬らなければならない。CPU、メモリ、コントローラなどデバイスごとにレイテンシ(れ)の容値を求め、次の割り込みタスクが来るiに予め動しておく時間を設定した。


図4 マイコンのように割り込み要个来るため動のタイミングを調D 出Z:Intel

図4 マイコンのように割り込み要个来るため動のタイミングを調D 出Z:Intel


加えて、Qデバイスが行うべきアクティビティ(動)を、割り込みタイマー時刻の直後に済ますようにその時刻配を調Dする(図5)。Windows 8では、CPU以外のデバイスから割り込みが来てもそのアクティビティを次の割り込みタイマー}iに揃えているため、電源をオフできる時間帯を長くとれる。そうすると、最初の割り込みタイマーから次のタイマーまでのHくの時間にタスクを休ませることが可Δ砲覆蠑嫡J電を(f┫)らすことができるようになる。


図5 できるだけ同じ時刻に仕(アクティビティ)してk斉に休み電を削(f┫)するという発[ 出Z:Intel

図5 できるだけ同じ時刻に仕(アクティビティ)してk斉に休み電を削(f┫)するという発[ 出Z:Intel


Intelチップはプロセス的には22nmのFINFET(トライゲート)プロセスをW(w┌ng)する。図1のプロセッサには、演Qに使うクアッドコア、グラフィックスプロセッサ(コアの数はらかにしていない。図1の^真では10コアとも20コアとも見える)、L3キャッシュ、システムコントローラ、Q|インターフェースなどが集積されている。

AMDはこれまで、パソコンからもっと岼未離魯ぅ┘鵐匹淵廛蹈札奪気泙念靴辰討たが、今vは低消J電タイプのタブレットのアプリケーションプロセッサにを入れている。このほど発表したTemashプロセッサにはデュアルコアのA4とクアッドコアのA6がある。図6はクアッドコアの例である。チップのv路ブロックはIntelの4世代Coreプロセッサと瑤討い襦


図6 AMDのモバイルプロセッサTemash 出Z:AMD

図6 AMDのモバイルプロセッサTemash 出Z:AMD


演QのJaguarコアを4個、L2キャッシュ、グラフィックスとマルチメディア処理、Q|インターフェース、DDR3メモリ向けのノースブリッジなどを集積している。今vのアプリケーションプロセッサでは、Jaguarプロセッサコアは20%性Ω屐▲哀薀侫ックスのGPUコア「GCN(Graphics Core Next)」は75%向屬靴燭箸靴討い襦

AMDはハイエンドとしてデスクトップコンピュータ向けのAMD FX-9590プロセッサも最Z、発表している。これは商CPUとして最も高い5GHzの周S数で動作する。これはアプリケーションプロセッサではなく8コアを集積したCPUである。AMDはデザインノードではIntelのプロセスほど最先端ではない。AMDのクライアントマーケティング担当シニアマネージャーのGabe Gravning(hu━)は、「消Jv(ユーザー)はプロセスを(li│n)ぶlではない。]ξの優れたファウンドリであれば、Intelよりも1世代れていても問はない。1世代れたプロセスで作られたiPadがj(lu┛)いに売れているからだ。ユーザが求めるのはエクスペリエンス(x)であり、これがAMDの長だ」と語る。

Intel、AMD共にWi-Fi Direct格(Miracast)のホスト笋箸靴謄謄譽咾覆匹離妊スプレイと無線で接できるようなインターフェースをTしている。これは、Wi-Fiルータなどを介さずに、直接ピアツーピアでビデオ映気鯀る格である。ホスト笋ゲートウエイの役割も果たすことで通信する。

参考@料
1. Alteraが高効率電源メーカーEnpirionをA収した理y(t┓ng)とは? (2013/05/17)

(2013/06/13)
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