Cannon LakeやRyzen mobileでノートPC向けCPUに熱い動き - PCテクノロジートレンド 2018

Cannon LakeやRyzen mobileでノートPC向けCPUに熱い動き - PCテクノロジートレンド 2018

画像提供:マイナビニュース

●Intelの2017年は怒涛の製品ラッシュ、2018年は?
毎年恒例の「PCテクノロジートレンド」。今回はIntelとAMD、それぞれのCPUについて2018年の動向を紹介する。

2017年はIntelにとっても怒涛の年であった。ざっと振り返ってみると、新年早々にKabyLakeベースの第7世代Core iシリーズを発表。続く5月にはXeon Scalableシリーズをアナウンスすると、COMPUTEXのタイミングでCore-Xシリーズを発表、7月に出荷を開始した。

9月にはCoffee Lakeベースの第8世代Core iシリーズも発表。10月にはCore Xシリーズの14〜18コア製品も販売した。11月にはCoffee Lakeベースの製品も発売したという具合だ。
1年で2世代分の製品をリリースしており、Intelの中の人にとってもさぞ忙しかっただろうと思われる。

2018年はどうか? というと、これはIntelの10nmがまともに立ち上がるかどうかに掛かっている。逆に言えば、10nmが安定して出荷できない限り、何も出てこないということだ。以下に筆者の予測を述べるが、これはあくまで10nm世代が安定しているという前提に立ったものである。

○デスクトップ向けはCoffee Lakeで「頑張る」

デスクトップ向けは、Coffee Lakeで2018年を頑張らなければならない。これは10nmプロセスが、ノートPCとサーバー向けに優先的に使われるからである。なぜサーバー向けにという話は後述する。

ちなみにCoffee Lakeだが、元旦に掲載したプロセスの解説で説明した通り、筆者は現状のCoffee Lakeは14nm++ではないという疑念を持っているが、どこかで入れ替えが発生する可能性はある。万が一10nmがさらに遅れるようなことがあった場合の中継ぎ(つまりCoffee Lake Refresh!)用にリザーブするという可能性もある。

いまのところハイエンドのラインナップに大きな変更はないが、2018年第1四半期のどこかで、H370/H310/Q370/Q360/B360といったメインストリーム〜バリュー向けのチップセットを追加される見込みで、これに向けてむしろミドルレンジ以下とPentium Gold/Celeronを追加するといったことだろうか?

もっともこれは競合の出方を見てという部分はある。この場合、競合となるのは現行のRyzenではなく、次のZen+コアを利用した製品(開発コード名"Pinnacle Ridge")だ。これの動向次第で、動作周波数に若干の上乗せ、もしくは価格を下げるといった対策を打つのだろう。
○Cannon Lakeの量産は早くて第3四半期

次がノートPC向けだが、10nmで製造されるCannon Lakeの量産出荷は、早くて2018年の第3四半期になると思われる。かつてのBroadwell-Yの様に、極めて少量を比較的早期(例えばまもなく開催されるCES)でOEMパートナーに流す可能性はあるが、これはアリバイ工作以外の何者でもない。

つまり2018年の春・夏商戦に出すべき弾がないということになる。悪いことにAMDはRyzen mobile(開発コード名"Raven Ridge")を投入するわけで、これへの対抗が難しくなる。とりあえず2017年第3四半期にはKaby Lakeベースの4コア製品を投入し始めたが、これに加えて2018年は"Whiskey Lake"なる製品も予定されているようだが、Coffee Lakeベースの6コア製品なるのかどうか。

もちろん、ノートPC向けプロセッサの消費電力枠は15Wなので、相当動作周波数を落とすことになり、Single Thread性能はむしろ落ちると思われるが、Ryzen mobileが最大でも4core/8Threadなので、6core/12Thread製品を投入することで差別化ができるということかもしれない。

「順調に行けば」2018年第3四半期にはCannon Lakeが投入されるし、次のIce Lakeも控えているわけで、ここからは急速に競争力を回復できる「はずである」。
○Vega統合の新製品はApple向け

ちなみに2017年11月には、新たな製品シリーズが発表された。これはKaby LakeベースのCPUコアと、Vega M+HBM2メモリをEMIB(Embedded Multi-Die Interconnect Bridge)に乗せ、間をPCI Expressでつなぐという製品で、公式には表明されていないが、基本的にはApple向けという位置付けだろう。

というか、AMDのGPUを選択するというあたり、明確にAppleのリクエストによるところが大きいということを示している。Intelとしては不本意ではあろうが、GPU性能はAMDに遠く及ばないだけに、これを受け入れた形になったと思われる。

どこぞで「打倒NVIDIAのためにIntelとAMDが手を組んだ」とか書かれていたが、そういう話ではないと思う。この原稿執筆時点ではまだark.intel.comには掲載されていないが、2018年第1四半期中にはアナウンスされると予想している。

ただIntelがどこまでこのシリーズに取り組むのか現時点では未知数である。ノートやSFF向けだけでなく、TDP100Wクラスの製品まで展開する、という予測も聞こえてくるが、筆者はノートPCやSFF向けにのみの展開に留まると考えている。SKUも非常に限られ、かつ結構高価になるだろう。

Vega MコアもさることながらHBM2(容量は4GBになる模様)を積んでいる時点で安くなりようがないし、パッケージに載らないから、HBM2をGDDR5に変えるのは不可能だ。SKUを増やす意味もほとんどない。真偽は不明だが提供期間も2年程度という話も聞こえており、これでRaven Ridgeで戦うつもりはないと思われる。

●なぜサーバー向けにも10nmが優先的に使われるのか
次はサーバー(とCore X)である。Skylake-SPコアは14nmを利用して、最大28コアの製品まで用意されたが、この28コア製品のTDPは165W〜205Wとかなり高めになっている。以前にXeon Scalableの解説でも説明したが、特にAVX512を利用する場合に猛烈に消費電力が増える。

このスライドにもあるように、SSE 4.2だと3.1GHz駆動で669W(2Pシステム全体での消費電力)なのに対し、AVXで2.8GHz/768W、AVX2で2.5GHz/791W、AVX512だと2.1GHz/767Wとなっている。

これはXeon Platinum 8180での結果だから、絶対的な性能はともかくとしてAVX512をフル駆動しようとすると、Processor base Frequency(2.5GHz)での連続稼動すら厳しいということになる。

これについては、プロセスや14nm+とか14nm++に変更すると若干改善するかもしれないが、デスクトップやノートPC向けと違って、製品のValidationに猛烈な時間とコストが掛かるXeonでは、そうちょろちょろとプロセス変更するわけには行かない。そのため、10nmにいち早く移行することで消費電力を下げようという流れは極めて自然である。

この状況に輪を掛けたのがKnights Hillのキャンセルである。プロセスの解説でも説明したが、ALCF(Argonne Leadership Computing Facility:米アルゴンヌ国立研究所の計算センター)との契約により、2021年までに1EFlopsを実現しなければいけなくなった。そもそもKnights Hillに代わるものを用意しないと、これまでXeon Phiを利用していた顧客のアップグレードパスがなくなってしまう。

そういう事情もあって、Intelは10nmが順調なら2018年中に、10nmプロセスを利用したCannon Lake-SPを投入する予定である。一方Core X向けには、Skylake-SPを14nm+(か14nm++)に切り替えたCascade Lake-Xを、第4四半期に投入する見込みである。

おそらくコア数は変わらないと思うのだが、これはAMDの出方を見ながらということになるので、もしAMDが24coreのThreadRipperを投入するなら、当然これにあわせてコア数を増やすと思われる。
○Xeon PhiをXeon Scalableで代替できるのか?

ところでXeon PhiをどうやってXeon Scalableで代替するかという話もしておきたい。現在のXeon Phi x200ファミリー、いわゆる"Knights Landing"は、SilvermontコアにAVX512ユニットを2つ、1MBの共有L2キャッシュを搭載したものを1つのTileとし、これを7×6の2D Mesh状につないだものである(Photo43)。

図にもあるようにDDRやPCIe Gen3やらもあるので、実際のTileは36個、72コアという構成となり、AVX512ユニットが144個ある計算だ。一方のXeon Scalableの場合、例えば28コアの構成だとこの図の右側の様になっている。コア数の違いを別にすると、次の2つになる。

MCDRAMへのI/F。Knights LandingはこれをL3キャッシュとすることも、Local Memoryとすることもできた。
Threadの数。Knights LandingではSilvermontベースといいつつ、1つのコアで4ThreadのSMTが実施できた。Xeon Scalableではコアあたり2ThreadのSMTでしかない。

Omni Path FabricのI/Fは標準装備(有効/無効はSKUによって異なる)だし、キャッシュ構成はちょっと異なるものの、Knights LandingはL2が1MB/Tileで最大36MB、対してXeon Scalableは28コアのものでL2が合計32MB、L3は38.5MB用意されており、むしろ余るほどだ。UPIを用意しているので複数コアの連携も簡単に実現できる。つまりXeon ScalableでXeon Phiで置き換えられるということだ。
○Cannon Lake-SPによる"Knights Cove"を準備

そこでCannon Lake-SPを利用したKnights Coveと呼ばれる製品(要するにKnights Hillの代替品)が登場するとされている。構成は図1の様になるらしい。Cannon Lake-SPではDDR4 I/Fとは別にHBM2用のI/Fが搭載される模様で、通常のXeon Scalableではこれを無効にするが、Xeon Phi向けではL4キャッシュorローカルメモリとして利用できるようになると思われる。

コア数そのものは38〜44コアと伝えられているが、さすがに10nm世代でもこれを1つのダイで実現するのは難しいと思われ、おそらく分割すると考えられる。コア間はUPIで接続し、片方のダイからPCI ExpressやDMIが出る形だ。読みきれないのは、Knights Landingに合わせてThread数を4まで増やすかどうかである。この辺はもうちょっと時間が経たないと情報が出てこないだろう。

このKnights Coveの登場時期は2019年といわれている。2018年中にどこまで詳細が発表されるかちょっと不明確である。Knights Coveだと性能的に1EFlopsを実現するには不足で、AuroraにはこのKnights Coveの後継であるKnights Runが入る予定である。言ってみればKnights CoveはKnights Runの前段階の検証と、Knights Landingユーザーのためのアップグレードパスということになる。

●2018年も"Ryzen"を積極展開。トップバッターはRyzen mobile
AMDにとって2017年は、久々にx86 CPUマーケットでのシェアを明確に伸ばすことができ年であった。3月のRyzen 7を皮切りに、4月にRyzen 5、7月にRyzen 3、8月にRyzen ThreadripperとRyzen Proと矢継ぎ早に製品を投入し、市場に大きな存在感を示した。

さらには1P/2Pサーバー向けのEPYCも6月に発表しており、こうした製品投入がダイレクトに財務状況の改善につなっている(Photo45,46)。当然同社としてもこの勢いを今後もつなてゆくべく、2018年も積極的な製品展開を予定している。

さて、2018年で最初に投入される製品は"Raven Ridge"ことRyzen mobileである。Ryzen mobileそのものは2017年6月のCOMPUTEXでダイも公開されており、出荷準備は着々と整っているようだ。現状、Ryzen 7 2700UとRyzen 5 2500Uの2製品が空かされており、4core/8ThreadのZen Coreに、Ryzen 7 2700Uは10CU、Ryzen 5 2500Uは8CUのVega Coreを統合する。

GPUのCU数はむやみに増やしてもメモリが追いつかないことになる(IntelのCore-Hと異なり、Local Memoryは搭載しない)から、落としどころとしてはこの程度が妥当なのかもしれない。

さて、このRaven Ridgeは別にノートPC専用というわけでなく、ダイそのものはデスクトップにも利用可能というのがAMDの説明である。実際、Ryzen 5はともかくRyzen 3ともなると、グラフィック統合ソリューションが強く求められており、ここにRAVEN Ridgeはちょうど当てはまる。

ただRyzen 3の平均小売価格は100ドル台である。実際競合はCeleronやPentium Goldになるから、このレンジに投入するとなると当然そういう価格にならざるを得ない。グラフィック性能でアドバンテージがあるといっても、デスクトップ向け製品として、200ドル台で販売するのは難しいだろう。

ところがノートPC向け製品だと、それこそIntelの第8世代Core i(400ドル台)と同等のCPU性能とより高いグラフィック性能を提供できるという位置付けとなり、多少割り引くにしても300ドル台は付けられるだろう。

一応黒字化下とは言え、まだまだ負債をたっぷり抱えているAMDとしては、まずは利益を稼げるところに製品を投入するのは当然である。おそらく2018年の第2四半期はノートPCのみで、デスクトップ向けSKUが登場する(Ryzen 5/3が予想される)のは早くて第2四半期末、現実問題としては第3四半期以降になると予想される。
○12LPPを利用したZen+は第3四半期〜第4四半期で出荷

その次に続くのがZen+コアである。こちらは先にプロセス解説におけるGlobalfoundriesのところで述べたが、12LPPを利用したダイを利用するものだ。マイクロアーキテクチャの大変更はなく、おそらくIPCの改善につなる若干の手直し程度と思われる。

このZen+コアを利用した製品は"Pinnacle Ridge"と呼ばれており、おそらくコア数は据え置き(メインストリーム向け製品として8core/16Threadで十分多い)で、多少動作速度の改善と消費電力削減といった形で差別化が行われるはずだ。

ちなみにRaven Ridgeは14LPPで製造されており、12LPPへの移行は後追いで、下手をすると2019年になるかもしれない。この12LPPを利用する製品は"Picasso"というコード名になっている。

Pinnacle Ridgeは、6月のCOMPUTEXでチラ見せ、あるいはベンチマークのデモなどが行われ、出荷は第3四半期〜第4四半期というあたりになりそうだ。これはどちらかといえばGlobalFoundriesがどれだけ速く12LPPの量産ラインを立ち上げられるかに依存する。

おそらくAMDはとっくにTape outし、Risk Productionにもう入っていると思われる。プロセスそのものは14LPPの延長にあるので、そう大きな問題はないと思いたい。
○Zen 2はGlobalFoundriesの7LP次第

ちなみにEPYCに関して、2018年中には大きな動きはないはずだ。こちらは12LPP(2017年の表現では14mm+)を利用せず、次は7nmになるという話が出ている。そんなわけで多少コア数や動作周波数を変えたラインナップが増えたりするかもしれないが、あってもその程度であろう。

なおAMDのロードマップでは、この後にZen 2が出ることが予定されているが、これは7nm、つまりArF+液浸を使った7LPを利用する形だ。従ってRisk Productionは2018年前半、量産は2019年からということになる。このZen 2コアを使った製品(コード名はMatisse)に関しては、2018年末にサンプルのデモなどが見られるかもしれないが、製品の入手は2019年までお預けになるだろう。
(大原雄介)

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