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Intel、Meteor Lake世代の「Core Ultra」モバイルチップを発表

本日、Intelは「AI Everywhere」イベントを開催し、最新のモバイルCPUである、これまでコードネーム「Meteor Lake」と呼ばれていた、Core Ultra HおよびCore Ultra Uシリーズを発表した。この新しいチップ・ファミリーは、これまでのモノリシックな設計から脱却し、タイルと呼ばれる、いわゆるチップレット設計に移行したIntel自身にとっても画期的かつ挑戦的なものとなる。また、新しいIntel 4プロセス(旧7nm)を採用した最初のCPUでもあり、かつて遅延に悩まされた同社が、計画通りに新しいノードに移行できていることを証明する物でもある。

今回Intelは8つの新しいCPUを発表し、2024年にはさらに3つのCPUを発表する予定だ。既にいくつかの搭載ノートPCも発表されており、今後も発表が続くだろう。

Core Ultra Hシリーズには、2つのUltra 7 16コア(6P+8E+2LP)チップと2つのUltra 5 14コア(4P+8E+2LP)チップを含む4つのSKUがラインナップされる。Core Ultra Hシリーズは、ウルトラポータブル・ノートブック向けに設計されているが、スリムなパッケージの中でコンピューティングとグラフィックスの両面でより高い性能を発揮してくれる。

もう一方のCore Ultra Uシリーズは、4つの15/57W(ベース/ターボ)SKU、2つのCore Ultra 7と2つのCore Ultra 5 SKUが含まれ、すべてP、Eコア、およびIntelの最新の統合Arc Xeグラフィックスの周波数が異なる構成だ。今回Intelが発表したモバイル向けCore Ultra Uシリーズ・プロセッサーは、すべて10個のCPUコアを搭載しており、2個のパフォーマンス・コアと8個の効率性コアを備えているため、低消費電力で超薄型のノートブックに最適なものとなっている。

IntelのタイルベースMeteor Lake SoCの発売は、Intel 4によるモバイル市場向けの電力効率とAIに焦点を当てた一連のチップの第一歩であり、最終的にはAI推論をオンチップで利用するニーズの高まりに対応するよう設計されている。Core Ultra HおよびUファミリーの両チップには、低電力ワークロード用の2つの新しいLow Power Island(LP-E)コアが含まれており、Intel AI NPU内の2つのNeural Compute Engineは、生成AI推論に取り組むように設計されている。

Core Ultra プロセッサー

Intel Core Ultra 2
(Credit: Intel)

初のタイル(チップレット)ベース設計のMeteor Lakeは、Foveros 3Dパッケージングを使用して、さまざまなプロセスノードのチップレットを組み合わせて製造されている。最も重要なチップレットであるCPUタイルは、IntelのEUVベースのIntel 4ノードで製造される。これは、Intelの最新かつ最高のファブ技術であり、長年使用されてきたIntel 7プロセスと比較して、性能とエネルギー効率において大きな飛躍を果たす物だ。CPUタイルに加え、統合GPU、SoC、I/O機能のタイルがあり、これらは最先端のプロセスノードと外部プロセスノードを組み合わせて構築されている。

foveros technology advantage
Intel Foverosテクノロジー (Credit: Intel)

Meteor Lake SoCアーキテクチャは、基本的にコンピュートタイル、グラフィックスタイル、SoCタイル、I/Oタイルの4つのタイルが相互接続されている。各タイル内には、コンピュート・タイル内に収容されたRedwood Cove Performance(P)コアやCrestmont Efficiency(E)コアなど、多くの新しい要素が見られる。これに加え、Intelは、SoCタイルに統合され、低負荷ワークロードに取り組むために設計されたLP-Eコア(Low Power Island)と呼ばれるEコアの特別なバリエーションも用意している。特筆すべきは、SoCタイルは基本的に常にアクティブであるため、LP-Eコアは、CPUタイルに電力を供給するのに比べ、エネルギー面で非常に効率的に使用できるという点だ。

Meteor Lakeの説明図
(Credit: Intel)

Meteor Lakeは、Intelにとっても、従来のモノリシック設計からチップレットベースのアプローチに移行する重要なアーキテクチャの転換とう意味で大きな挑戦であった。この転換は、IntelのFoveros 3Dパッケージング・テクノロジーを活用し、2Dチップ・レイアウトの限界を克服するために3Dチップ・スタッキングを導入するものである。チップレットを使用する方向への他のシフトと同様に、このアーキテクチャは、分離、電力効率、および柔軟なシリコンに重点を置いており、Intelは、個々のブロックからCPUを組み立てるための新しい選択肢を提供している。

このアーキテクチャのモジュール設計は、スケーラブルな電源管理を容易にし、最適化することで、各タイルが独立して動作し、性能とエネルギー効率を最大化することを可能にする。また、この分割により、Intelは各タイルに異なるシリコン・プロセスを使用することが可能となり、製造における柔軟性とコスト削減を実現する。Meteor LakeのFoverosパッケージングと低消費電力、低距離のダイ間相互接続の採用は、従来のRaptor Lakeモバイル・チップで採用されていたマルチチップ・パッケージング(MCP)とは一線を画し、より最適化された電力使用とチップのカスタマイズを可能にする。

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IntelのMeteor Lakeは、4つの異なる構造を持ちながら高機能なタイルを提供することで、将来的にノートブックSKUのカスタマイズ性を高めることを視野に入れている。タイル・ソリューションを提供することで、Intelは様々な異なるエンジン、ブロック、タイルを1つのチップに統合することができる。また、Foverosパッケージング・テクノロジーを使用することで、Intelは異なる方法でチップを製造することができる。そして、さらに重要なのは、特定の製造プロセスに限定されないということだ。現在Intelが発表しているCore Ultra UとHシリーズのチップでも、各タイルの製造方法は若干異なっており、コンピュート・タイルはIntel 4ノード、Arc Xeグラフィックスを搭載したグラフィックス・タイルはTSMCのN5ノード、SoCとI/OタイルはTSMCのN6プロセスで製造されている。このような柔軟性は、Intelが異なるプロセス・ノードから新技術を実装し、任意のノードの得意分野(周波数や密度など)の利点を活用できることを意味し、最先端のプロセスでチップ全体を製造(生産)する必要がないことを意味する。

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基礎となるアーキテクチャを簡単に見てみると、Meteor Lakeの最初のUltra Coreシリーズのコンピュート・タイルで、Intelはヘテロジニアス設計の中で2つの新しいCPUアーキテクチャを使用している。IntelのMeteor Lakeコンピュート・タイルは、Intel 4ノードを使用して構築されており、このプロセスは、以前のIntel 7ノードと比較して、高性能ロジック・ライブラリのための2倍の面積スケーリングを提供する。最新のパフォーマンス・コアはRedwood Coveと呼ばれ、Intelは、ワットあたりのパフォーマンス効率の向上、Windows 11内のIntel Thread Directorを通じたフィードバックの改善、帯域幅の拡大、パフォーマンス監視機能の改善など、従来のGolden Cove Pコアよりも新たな利点をもたらすとしている。これらすべての改良を組み合わせることで、Thread Directorへのフィードバックが強化され、コア性能を最適化し、ワークロードを適切なコアに導くことができるように設計されている。

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しかし、今回IntelはRedwood CoveのIPCについて明らかにしていない。これは実はシングルスレッド性能が向上していない事を示す物であるかも知れない。実際、Core Ultra(Meteor Lake)チップのピークPコアクロック速度は、第13世代Core Mobile(Raptor Lake)チップよりも低い(5.1GHz対5.4GHz)ため、一部のCore UltraチップがシングルスレッドCPUベンチマークで第13世代Coreチップに負ける可能性は十分にある。これらのことから、Intelはエネルギー効率の改善により、実世界でのパフォーマンスをある程度向上させるはずだが、Redwood Coveはアーキテクチャの面ではむしろ格下だと言える。

一方、Intelの高効率コアは大きな改善をもたらすはずだ。Intelは、第13世代Raptor Lake EコアよりもIPCが向上し、VNNIとISAにおけるAIアクセラレーションの最適化、Intel Thread Directorへのフィードバックが強化されたとしている。低負荷ワークロードのために、Intelは、SoCタイル内に収容された発表された各SKUに2つの新しいLow Power Island(LP-E)コアを含み、全体的な電力効率を高めるためにこれらのコアに軽いワークロードをオフロードすることを可能にする。Windows 11を搭載したIntel Thread Directorは、最高のパフォーマンスと電力効率レベルを実現するために、適切なワークロードを適切なコアに確実に割り当てるための重要なコンポーネントだ。

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Meteor Lake SoC設計のもう1つの重要なコンポーネント(タイル)は、IntelのArcグラフィックス・アーキテクチャのアップグレードである。

TSMCのN5ノードで構築されたグラフィックス・コアは、IntelのディスクリートXe-HPG GPUアーキテクチャの派生であるArc Xe-LPGコアである。GPUタイルは、コアあたり256ビットのバス幅と192KBの共有L1キャッシュを持つ16個のベクターエンジンで構成されている。各ベクトルエンジンは1クロックあたり16 FP32および32 FP16演算が可能で、1クロックあたり64 INT8演算が可能な共有FP64実行ポートも備えている。また、Raptor Lake(第13世代)と比べて新しくなったFP64専用ユニットも特徴的で、効率を向上させるためにロックステップで動作するベクターエンジンのペアを備えている。特筆すべきは、このアーキテクチャにはIntelのマトリックス・エンジン(XMX)が含まれていないため、IntelはGPU上でAIタスクを実行できるものの、デスクトップ・ハードウェアのような性能は見られないだろう。

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Meteor Lakeでは、IntelはXeメディア・エンジンをグラフィックス・タイルから分離し、TSMCのN6ノード上に構築されたSoCタイル内に組み込むことを選択した。Xeメディアエンジンには2つのマルチフォーマット・コーデック(MFX)が含まれており、エンコードとデコードを行うが、電力効率を向上させるためにGPUから切り離して行うように設計されている。Meteor Lakeは、AV1、HEVC、AVC、VP9を含む多様なコーデックをサポートしており、最大8K60 HDRデコードなどの機能も備えている。Xeメディアエンジンは、最大8K 10ビットとHDRエンコーディングにも対応している。

Core Ultra Hシリーズ:ノートPC向け最大115Wのモバイル性能

Intel Core Ultra 3

IntelはHシリーズにCore Ultraブランドで4つのSKUを投入し、Ultra 7とUltra 5のセグメントをカバーする。一方、フラッグシップのUltra 9チップであるCore Ultra 9185Hの発売は2024年第1四半期になる見込みだ。

Core Ultra 7 165HとCore Ultra 7 155Hは、16C/22Tのチップである。6つのパフォーマンス(P)コアと8つの効率(E)コアを備え、SoCタイル上の2つのLP-Eコアを加えると、最大22スレッドを同時に実行できる合計16のCPUコアとなる。Core Ultra 7 165HのPコアのターボ周波数は最大5.0GHz、Eコアのターボ周波数は最大3.8GHzだ。また、最高2.3GHzの統合グラフィックス用Intel Arc Xeコア8基と、24MBのIntelスマートL3キャッシュも搭載している。

Intel Core Ultra 7 155Hは、Core Ultra 7 165Hより若干遅く、Pコアターボは5.0GHz、統合グラフィックス周波数は2.25GHzである。新しいCrestmont Eコアは最大3.8GHzで、Core Ultra 7 155Hも24MBのL3キャッシュを搭載している。2つのCore Ultra 7 SKUの唯一の違いは、Pコアターボが100MHz低下し、グラフィックスクロックが50MHzわずかに低下したことだ。

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どちらのチップも、かなり広いTDP範囲で動作する。Ultra 7(およびUltra 5)Hシリーズの基本TDPはわずか28ワットで、全ラインナップは64ワット、または最速のデバイスでは115ワットのターボが可能だ。

Core Ultra 7 Hシリーズと同様に、Core Ultra 5シリーズにも細かい仕様の違いがある。Core Ultra 5 135Hは14C/18Tのチップで、2つのCore Ultra 5のうち4つのPコアと8つのEコアでコンピュート・タイルを構成している。Core Ultra 5 135Hは、4.6GHzのPコア・ターボと3.6GHzのEコア・ターボを搭載しているが、7つのXeグラフィック・コアを搭載した、最大2.2GHzまで動作する、やや低スペックのIntel Arcグラフィック・タイルを搭載している。

Core Ultra 5 125Hは、4.5GHzのPコア・ターボ、5 135Hと同じ3.6GHzのEコア・ターボを搭載し、最大2.2GHzのArc統合グラフィックスを共有する。Intel Core Ultra 5 135HとCore Ultra 5 125HのベースTDPはともに28Wだが、Intelは64Wまたは115WのターボTDP仕様も用意している。

発表されたIntel Core Ultra Hシリーズの最後のSKUは、偶然にも最も高いスペックを持つが、2024年第1四半期まで発売されず、Core Ultra 9 185Hとなる。発表された2つのCore Ultra 7チップと同様に、Core Ultra 9185も6P+8E+2LP/22Tチップで、Pコアのターボクロック速度は最大5.1GHz、Eコアのターボ周波数は3.8GHzだ。グラフィックス・タイル内には同じArcベースの8 Xeコアがあり、クロックは最大2350 MHzです。他のCore Ultra Hシリーズ・プロセッサーとは異なり、Core Ultra 9185のベースTDPは45Wと高く、ターボクロック時の最大TDPは115Wです。

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Intel Core Ultra HシリーズのすべてのSKUには、前述の2つのLP-EコアがSoCタイルに直接組み込まれている。LP-Eコアは、3種類のコアのうちより効率的なコアに低負荷ワークロードを割り当てることで、電力効率を改善するように設計されている。また、SoCタイル内には、2つのニューラル・コンピュート・エンジンが搭載されている。これは、Intelが生成AI向けに設計したNPUの実装であり、この種のワークロード向けに最適化されている。

一方、Core Ultra Hシリーズ・プラットフォームのメモリ・サポートには、DDR5とLPDDR5(X)の両方が含まれる。このプロセッサは現在、DDR5-5600とLPDDR5X-7467で検証されており、いずれも128ビットのメモリバスで接続されている。

内部I/Oについては、IntelはCore Ultra Hシリーズ・プラットフォームでPCIe 5.0とPCIe 4.0のレーンを混在させて提供している。PCIe 5.0 x8リンクは、ディスクリートグラフィックスを搭載するOEM向けに用意されている。一方、12本のPCIe 4.0レーンはストレージ駆動専用で、最大3台のPCIe 4.0 x4 M.2 SSDをサポートします。最後に、もう8つのPCIe 4.0レーンが一般的なI/Oニーズに利用可能です。さらに、追加ストレージが必要なシステム(特に回転錆タイプ)向けに、チップ上に2つのSATA IIIポートが用意されている。

外部I/Oに関しては、Core Ultra Hシリーズ・プラットフォームは、4x Thunderbolt 4(USB4)ポート、2x USB 3および10x USB 2ポートをサポートしています。統合GPUは、Type-Cポート経由でDisplayPort 2.1ビデオ出力を駆動することができ、OEMがHDMI 2.1ポートを搭載したい場合は、専用HDMIポートをサポートする。

最後に、ワイヤレスに関してだが、Meteor LakeプラットフォームはWi-Fi 6Eをネイティブでサポートしている。これは、Wi-Fi MACをホスト・チップセット(この場合はSoC)に統合し、PHYは別モジュールのままとする、最新世代のIntel CNVioテクノロジーによって実現されている。このように統合することで、コストを抑え(OEMはPHYのみを購入すればよい)、全体的なフットプリントを小さくすることができる。

IntelはMeteor LakeでWi-Fi 7をサポートすることも発表しているが、これは完全に別個のものである。Meteor Lakeプラットフォーム自体にはネイティブのWi-Fi 7ハードウェアは存在しないため、OEMがWi-Fi 7を搭載するには、IntelのBE200のようなスタンドアローン・アダプターを搭載する必要がある。そのため、Wi-Fi 7のサポートは、OEMがディスクリート・アダプターの高いコストを負担でき、設置スペースがあるプレミアム・ノートブックに限定されると予想される。

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IntelがCore Ultraシリーズのスライドデッキで発表した性能数値の一部を見ると、IntelはUL Procyonのビデオ編集ベンチマークで最大31%の性能向上を、PugetBench for Premiere ProではAMD Ryzen 7 7840Uプロセッサーに対してさらに大きな41%の向上を主張している。Intelは、PugetBench for Lightroomを使用して、このシナリオでCore Ultra 7 115Hが19%高速であると主張している。ベンダーやメーカーが社内で発表した性能の数値は大目に見るとしても、新製品に期待される性能を示すものであることに変わりはない。

GPU性能に関しては、Intelは、Core Ultra 7 165Hに搭載された最新のArc Xe-LPG統合グラフィックスのゲーム性能を、前世代のCore i7-1370Pと比較している。Intelが行った社内テストによると、Baldur’s Gate 3では最大100%の向上が見られ、他のゲームではWorld of Warcraftで88%、Team Fortress 2で39%のFPS向上など、さまざまなレベルのパフォーマンスが得られたとしている。IntelがMeteor Lakeのパフォーマンスの成功の多くをArcベースの統合グラフィックスに託していることは明らかだが、今後数カ月でディスクリート・オプションに対してパフォーマンスがどのように積み重なるのか興味深いところだ。

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Intelが競合に対する優位性をアピールしようとしているもう1つの指標は、AI性能である。Intelは、Arc Xe-LPGグラフィックス・コア内の強化された機能だけで、従来のCore i7-1370PおよびAMD Ryzen 7 7840Uプロセッサーと比較して、GIMP Stable Diffusionで最大5.4倍のパフォーマンスを発揮すると主張している。Adobe Lightroomのような生成AIを利用するアプリケーションでも、IntelはRyzen 7 7840Uの最大1.5倍のパフォーマンスと主張している。

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繰り返しになるが、ベンダーやOEMが提供する性能の数値は慎重に見た方が良いだろう。

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IntelのMeteor Lake SoCは、AI推論への機能的で多次元的なアプローチと、コンピュート、グラフィックス、NPUエンジンブロックにわたる生成AIを組み合わせている。Intelは、Meteor Lakeが3つの完全に機能的なAIエンジンを持ち、Arc Xe-LPGグラフィックスがコンテンツ作成のためのAIアクセラレーションに高いスループットを提供するという明確なイメージを作り出している。一方、NPUとその2つのニューラル・コンピュート・エンジンは、持続的なAIワークロードをオフロードして電力効率をさらに高めるように設計されている。コンピュートタイルそのものと、Redwood Cove(P)コアとCrestmont(E)コアの組み合わせは、より精度の高いAIワークロードを低レイテンシーで処理するように設計されている。

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PCのCPUエコシステムは現在、AI/ニューラル・ネットワーク能力の向上を設計に統合するための本格的なスプリントに突入しているため、NPUの能力とパフォーマンスに関しても、初期の段階ではベンダー間で多くの行き違いが見られるだろう。最も新しく発売されたIntelは、数多くの数値フォーマットに対応していることをアピールしている。Intelの場合、CPU、GPU、NPUを組み合わせたハードウェアのAI能力を活用するために、すでに十分に開発されたOpenVINOフレームワークを持ってこの発表に臨んでいる。

Intelの社内テストでは、UL Procyon AI推論ベンチマークを実行した。このベンチマークは、異なるベンダー固有のバックエンドをサポートしているため、比較は少々乱雑だ。

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Core Ultra Uシリーズ:より薄く、より薄型のノートPCのための低TDP

Intel Core Ultra 4

新しいIntel Core Ultra Uシリーズ・プロセッサーに話を移すと、Intelは現在4つのSKUを用意しており、もう2つは2024年第1四半期に発売される予定だ。

Intel Core Ultra 7 165Uは、2P+8E+2LP/14Tチップで、Pコアのターボ周波数は最大4.9GHz、Eコアのターボ周波数は3.8GHzです。また、7 165Uは、クロック2.0GHzのXe統合グラフィックコアを4基搭載している。Core Ultra 7 165UとCore Ultra 7 155Uの唯一の違いは、7 155UのPコアターボが4.8GHz(100MHz低い)、統合グラフィックスクロックが1.95GHz(50MHz低い)と若干遅いことだ。

Intel Core Ultra 5(U)シリーズのラインナップは3つのSKUで構成され、うち2つは現在発売中、1つ(Core Ultra 5 134U)は2024年第1四半期に発売される予定だ。Core Ultra 5 135Uは、CPUコア構成が2P+8E+2LP/14T、Pコアターボが最大4.4GHz、Eコアターボが最大3.6GHzとなっている。統合グラフィックスには、グラフィックタイルに1.9GHzで動作する4つのArc Xeグラフィックコアを搭載し、他のUシリーズチップと同様に12MBのL3キャッシュを備えています。Core Ultra 5 125Uのコア構成は同じ2P+8E+2LP/14で、Pコアのターボは4.3GHz、統合グラフィックスの周波数は50MHz遅い1.85GHzだ。

Core Ultra 7 164UとCore Ultra 5 134Uはいずれも2P+8E+2LP/14Tチップで、ターボクロック速度は上位シリーズ(7 165Uと5 135U)と同じだが、Arcグラフィックス周波数は7 164Uが1.8GHz、5 134Uが1.75GHzと低い。これらのチップは、主に最も薄くて軽いノートブック用に設計されており、その多くは、超携帯性と、通常比較的小さいバッテリーの消耗を避けるために設計されています。

本日発表されたCore Ultra Uシリーズ・プロセッサーはすべて、2P+8E構成のコンピュート・タイル、4つのXe Arc統合グラフィック・コア、12MBのL3キャッシュを搭載し、ベースTDPは15W、ターボTDPは57Wだ。Core Ultra Hシリーズと同様に、Core Ultra UシリーズもSoCタイル内に2つのLP-Eコアと、AI推論や生成AIのワークロードに取り組むために設計された2つのNeural Compute Engineコアを搭載している。

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Core Ultra HおよびUシリーズの発売時期

少なくとも最初のMeteor LakeモバイルSKUについては、Intelはできるだけ早く強化された生成AI機能を市場に投入することに注力しているようだ。IntelのCore Ultraシリーズは、AMDのRyzen 8040 APUシリーズと直接競合することになりそうだ。Ryzen 8040 APUシリーズは、AMDのPheonixシリコンを完全にリフレッシュしたものだが、Ryzen AI(AMDが解釈するオンチップAI推論)にさらに幅広く焦点を当てている。

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Intel Core Ultra HおよびUシリーズ・プロセッサーは本日発売され、Acer、ASUS、Dell、HP、Lenovo、MSIを含む35以上のOEMメーカーがさまざまなモデルを提供している。本日発売されない唯一のSKUは、Intel Core Ultra 9 185H、Core Ultra 7 164U、Core Ultra 5 134Uで、これらは2024年第1四半期に発売される予定だ。本稿執筆時点では、OEM各社からのモデル提供の連絡はなく、各パーツの価格も不明のままだ。


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