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ライバル不在はよろしくない

半導体業界は今、一強時代を迎えてしまった。価格が下がらないワケである。

気がつくと…

先日、ふとアキバで販売されているCPUの価格表を眺めていて気がついた事がある。
それは10,000以下のCPUが無くなっているという事である。
一番安いものでIntel Core i3-10100Fで11,980円という価格である。
昔はCeleronやPentiumブランドで10,000円を切る価格のCPUが存在していたと思うが、気がつけばそうした低価格ブランドのCPUの多くはその姿を消してしまっているような状況である。
実際には、キャンペーンなどで10,000円を下回るような時もあるかもしれないが、基本的にはもう10,000円を下回るCPUというのは、そうそうない時代になったと言えるだろう。
この現象は、数年前から起きている半導体不足が原因…とは言えないだろうと私は思っている。
どのメーカーも製造原価が上がっている事が原因であり、その結果、各社のブランド整理が進み始めた結果だと考える。
Intelは、以前よりCeleronとPentiumを廃止し、新たにIntel Processorという名のブランドを立ち上げる事を宣言している。それによると2023年にモバイル向けから提供開始していくようで、デスクトップ向けはまだ明確なコメントが出ていないのだが、おそらくはもうデスクトップとかモバイルとかで切り分けするのかも怪しいのではないかと考える。
これはどちらも差を無くすという事ではなく、同じブランド内で型番だけ変えてデスクトップ向けとモバイルを棲み分けるという意味である。
製造原価が上がっている最大の理由は、その製造メーカーの製造ラインの中身に問題がある。技術の枯れたラインがなくなり、徐々に最先端プロセス製造のラインへとシフトしていった結果、全てのラインがある一定の微細化が可能なラインばかりになった事で、そこで使用するウェハ原価が上がった為ではないだろうか。
製造メーカーだって工場のラインを作るにはそのスペースが必要なのだから、最先端を追い続ければ自ずと古い製造プロセスのラインは姿を消していく。
そうなれば、自ずと全ての半導体製造原価が上がっていく事は明白であり、それが低価格CPUを維持出来なくなった理由と考えられる。

低価格CPUの意義

そもそも低価格CPUの存在意義とは何なのか？
それは新しい技術の普及を促す事と、高価格帯CPUの歩留りから生まれた不合格品の救済ではないかと私は考えている。
歩留りの悪さから、不合格品が生産された時、基準からこぼれた製品がそれに当たるわけだが、単に基準からこぼれているだけなので、性能を落としてやれば使えるものも出てくる。そうした不合格品で使用出来るものを値段を下げて販売するというのは、よくある話である。
だが、そうしたB級品は、性能が出ないだけでそこに内包されている新しい技術は提供できる場合がある。
その結果、新しい技術で使用する関連製品の普及が可能になり、それら周辺のものも価格が安定、普及していく事になる。
低価格である事の意義は、その価格から導入のしやすさを促し、その結果新しい技術の普及に貢献していた、という事である。
しかし、それも製造原価が許していたからこそ可能だったワケで、今後製造原価がこの流れを許容しなくなった時、新しい技術の普及にコストが大きな壁となって立ちはだかる事は容易に想像出来る事である。
そうなると、この分野は総合的にコストが引き上がっていく事になる。それを防ぐには生産数を稼いて、単価を下げていく事だが、そもそも生産数が限られる事態になっている。微細化が進んだ生産のその難しさから、メーカーが限られてしまうからだ。

PC分野に定着してくるか、中国？

中国産半導体の勢いが恐ろしい。

MTT S80

中国のMoore Threadsが、同社の従来製品の3倍のレンダリング性能を達成したというデスクトップ向けGPU「MTT S80」を発表した。今はまだ数量限定での発売のようだが、今後どうなるかはわからない。
同社が3月30日に発表した「MUSA」アーキテクチャを踏襲した製品で、コア数を従来製品の「MTT S60」の2,048基から4,096基へと2倍に増加させた第2世代チップ“春暁”を採用し、レンダリングエンジン、マルチメディアEngine、AIアクセラレータ、物理エンジンの全てを拡張して性能を向上させたもののようだ。
この結果、グラフィックスレンダリング性能が平均で3倍、エンコード性能は4倍、デコード性能は2倍、AIアクセラレータは4倍、物理シミュレーションは2.5倍へと性能が向上、同時に帯域転送を圧縮する機能を備えた事で、帯域を30％以上節約できるとしている。
1.8GHz駆動で14.4TFLOPSの単精度浮動小数点演算を実現し、ゲーム用途以外にも学生や研究者向けにAIやGPGPU用途にも利用できるようすすめられている。
また、中国産GPUとしては初めて完全なWindows/DirectX API対応GPUとなるので、既存のPCゲームである「Diablo 3」や「League of Legends」といったタイトルで動作確認が行われている。その他、UnrealやUnityといったゲームエンジン、Tencent GamesやNetEaseといったゲーム開発者とも協業、ゲームにおける最適化を進めているという。
驚いたのは、これらに留まらずVulkan/OpenGL/OpenGL ES APIもサポートするという事。
中国産ではあるが、普通にWindowsで利用可能なGPUといって差し支えないだろう。

AV1にも対応

また、メディアデコードではAV1、H.265、H.265、VP9といった主流のエンコード/デコードに対応している。1ストリームの8Kビデオ、32ストリームの1080p/30fpsビデオの再生が可能なようだ。
ディスプレイ出力としては、DisplayPort1.4aを3基、HDMI2.1を1基搭載し、360Hz/1080pにおけるゲームや、30Hz/7,680×4,320ドット×4画面の出力が可能だという。
他にもマルチストリーム・transport(MST)にも対応し、1基のDisplayPortで4画面出力もサポートされる。
PCI Express5.0に対応しており、128GB/sの転送速度でCPUとGPUの間のデータ転送を可能としていて、メモリもGDDR6メモリを16GB搭載している。
機能面だけ見ても、普通に使えるGPUというイメージしかでてこないワケだが、残念ながら価格はまだ不明である。
もしこれで格安だったりすると、世界的にNVIDIAやAMDとしては脅威になるのではないかとさえ思えてくる。
…まぁ、中国産なので何か仕掛けが隠されているという事もあり得るかも知れないが。
どちらにしても、スペックはもう中国だから、というようなものを一つ超えた製品ではないかと考えられる。

次期CPUが見えてきた

IntelもAMDも、次期主力製品がほぼ同時期にぶつかるようで。

第13世代のIntelと7000シリーズのAMD

第13世代CPU「Raptor Lake-S」とZ790のチップセット搭載マザーボードが9月28日に行われるイベント「Intel Innovation 2022」でその性能が明らかにされる、という情報が出てきた。ちなみに公式リリース日は翌月の10月17日だとしていて、もう次世代が目の前に見えてきている事が窺える。
ただ、この時発表されるのはハイエンド製品が主力で、CPU型番にKが付かないnon-KシリーズとH770、B760のチップセット搭載マザーボードは、2023年1月5日に開催されるCES 2023での発表との事らしい。
先日も当Blogで、普通の人はもうハイエンドPCを作れないような時代に突入しているので、結局は来年初めが、ほとんどの人のハードウェア変更時期、と言えるかも知れない。
ちなみにRaptor Lake-SではH710チップセットの予定はなく、ローエンド向きはH610チップセットが引き続き利用され、現時点で用意されている600シリーズのチップセットを搭載したマザーボードでもRaptor Lake-Sが対応できる、と予想されている。
第12世代ではPコアとEコアに役割が分けられるというハイブリッド構成となったが、第13世代でも引き続きハイブリッドコアとなる予定で、主としてはEコアが増量され、1コア辺りのキャッシュ容量が増えるという話が出ている。
と同時に、IntelはMeteor Lakeというモバイルタイプも発表している事から、Raptor Lake-Sの派生でP/Uモデルが登場するのかまではまだ現時点ではハッキリ判っていないようである。
また、この9月28日のイベントというタイミングは、AMDのRyzen 7000シリーズの発表とタイミング的には似通っていて、AMDは9月15日にRyzen 7000シリーズをリリースする、と噂されている。
久々に両者の次期コアが真っ正面からぶつかる展開のようで、ベンチマークが今から楽しみな感じである。

普及が遅い

ただ…個人的な話をすると、第12世代のIntelコアですら、まだ普及仕切れていないような状況ではないかと思える。
ノートPCなどのモバイル系コアでも、未だメーカー製品に搭載されているコアが第10世代とか11世代とかになっていて、第12世代が潤沢に使われている感じが全くしない。
しかもAMDなどはRyzen 6000シリーズを搭載したノートPCは私自身、数機種しかしらないし、実物は観た事すらない。
新しいテクノロジーが次々と出てくるのは良いが、普及がそれに追従できていないという問題はある意味とても大きいのではないかと思う。
こういった問題の原因は、半導体不足が影響している…というだけが理由なのだろうか？
NVIDIAなどの次期GPUの話を聞いたりすると、現行半導体が余っていて、次期GPUの生産を抑制する、といった話もある。
つまり、半導体不足とはいっても、主力コアなどが不足しているのではなく、製品そのものを成立させるための電源周りの半導体だったり、その他に影響がある部分だったりするところが足りないという事のようで、それならばIntelやAMDのCPUが入れ替わらないという理由とは異なるところに問題がありそうな気がしないでもない。
実際はメーカーや製造メーカーでないと詳細は分からないところだが、何故今の時点でまだ第10世代コアが主力製品になっていたりするのか、そしてこの事で、実際にユーザーが使用する製品にどれぐらいのタイムラグがあるのか、とても気になる話である。

GPU高騰の不思議

発表時の価格から比べて倍ぐらいの値段になっている不思議。

品薄が元凶なのか？

昨年から続いている半導体不足は、何も自動車産業だけが影響を受けているわけではない事は、当Blogに訪れている人であれば理解されていると思う。
PS5やXbox Series X/S、AMD製CPUやGPU、NVIDIA製GPUも間違いなく影響を受けているし、おそらく製造工場が異なるIntel製の半導体も影響を受けているだろうと思う。
これら半導体不足から、なかなか供給されないという事実はまぁ理解できるとして、どうしても理解が出来ない事が一つある。
それはGPUだけが何故か価格が高騰したまま元に戻らないという事である。
PS5やXbox Series X/Sに使われているAPUは、おそらくソニーやMicrosoftに販売されている価格そのものは変わっていないだろうと予測する事しかできないが、これらは供給量が追いついていない関係から転売価格に悩まされる事はある。だが、それらはメーカーが意図的に価格上昇させているわけではないので、価格が高騰している理由は事情がちょっと異なる。
一方、自作PC市場でのCPU価格は、これも製品発表時の価格から大きく外れてはいない。AMD製CPUは、値動きが一切ない事はあっても、堅調の価格は維持されている。
しかし、何故かGPUだけは当初の発表価格より実際に市場で販売されている価格が異常なまでに上昇し、それが依然として変わっていない。
おそらくこれはNVIDIA製もAMD製も同じだろうと思うが、ハイエンドクラスと言われているGeForce RTX 3090系や3080系、Radeon 6900XTや6800XTなど、当初の価格の2倍ぐらい(或いは1.5倍程度か)に膨れあがり、何故か後発のランク下GPUの価格がちょうど一つ上のランクの価格で販売されている。
ここでは私が理解しやすいAMD製GPUで考えていきたい(他サイトではNVIDIA製が圧倒的多数だと思うので…)。

発表時は…

現世代のAMDビデオカード最高峰のRadeon RX6900XTだが、国内販売がスタートしたのは2020年12月11日となっている。
その時の店頭価格は、税別で129,800円、税込でも142,780円という価格だった。
で、現在の価格はというと、メーカーによって価格は異なるのだが、一番安いモデルであっても192,800円(税込)と、1.35倍、高いモデルだと248,000円(税込)と実に1.73倍にまで価格が高騰している。
また、一つ下のモデルになるRadeon RX6800XTは、2020年11月20日には国内の店頭でも販売が開始されていて、その時の価格は87,980円(税込)～94,380円(税込)、という価格だった。
で、現在の価格はというと、一番安いモデルであっても164,450円(税込)と一番安いモデルでの比率で1.87倍、高いモデルで182,028円(税込)と1.93倍ほどに高騰している。
その下のモデルであるRadeon RX6700XTは、発売当初から77,000円(税込)～112,800円(税込)と、当初から価格が高めに設定されている。
これは発売が始まった時期が2021年3月と上位2モデルよりも3～4ヶ月遅かった、という事が理由と考えられるが、この3～4ヶ月の間に、GPUの価格設定の基準値が大きく変わったと言わざるを得ない。
モノがないから価格が高騰する、という市場原理は理解するが、元に戻らないほど品物がない、という事が、今も続いているから、価格が元に戻らないのだろうか？
問題は、もし価格が元に戻ったとしたら、上位モデルであるRadeon RX6800XTと6700XTとの価格差が1～2万円程度、場合によっては逆転現象が起きる可能性もあるわけで、6700XTの価格を見る限り、もう6800XT等の価格は元には戻す気が無い、としか考えようがない。
全く以て酷い話である。

深刻な半導体不足

秋葉原では売り切れの文字が目立つようになったとか…。

世界的供給不足

半導体が足りない。
それも致命的なまでに足りない。
今までこのような事は経験した事がないのではないかという程、半導体が足りない。
それは何もPCに限った話ではない。
自動車産業までもが、半導体不足で生産を減らしているという話が出るほど足りていない。
最先端プロセスで製造されているものに限らないレベルで足りていないという事そのものが、既に異常事態ではないかと思う。
この半導体供給不足によって、一部では値上がりの話が進行していて、PCパーツで言えば中古品買い取りの強化まで行われる始末である。
ビデオカードに関して言えば、実は既に1月末ぐらいから値上がりが深刻化していて、モノによっては5万円近く値上がりしているモデルもあるという。
例えば、価格として7万円くらいのミドルハイクラスのビデオカードが12万円という、ハイエンドクラスの価格で売られているワケである。
これを異常事態と言わずして何と言おうか？
(あくまでも極端な例なので正確ではないが…)

不足している理由は？

この半導体不足となっている理由とは一体何なのだろうか？
一つはコロナ禍の影響でテレワークが増え、急激なPC需要が生まれ、そこでPCに使用する半導体が不足し始めたのが理由。これにより、生産ラインの取り合いが始まったワケである。
そしてもう一つは米国の一部中国企業への制裁があり、調達先として台湾に集中した、というもの。これにより、台湾TSMCに注文か殺到し生産ラインの取り合いが始まった。これは主に自動車産業で起きた事だ。
さらに、最先端製造プロセスの需要の増加も原因と言える。5Gという通信インフラに対する需要と、最新ゲーム機に必要となる半導体が、共に最先端製造プロセスで作られる半導体に限られている事も理由になる。これも裏返せばコロナ禍の影響で需要が増大しているとも言える。
また、中国での自動車産業の回復が早まった事も理由に数えられるかも知れない。
当初、コロナ禍で自動車生産が落ち込むと予想された際、生産を減産したのだが、思ったよりも早い段階で自動車生産が立ち上がり、増産が必要となったのだが、その時には既に他に半導体ラインが喰われていた事もあって、全体的にそれらを取り返す事が難しくなつてしまっている。
結局は一部のメーカーに生産が一極集中してしまっているというのが一番大きな理由なのかもしれないが、それ自体が情報的に信用がおけるところでないと生産できないという、米国と中国との対立に起因しているので、この問題の根底には国家間の信用問題が大きく影響しているという事なのかもしれない。

時代はついにN3へ

シリコンによる半導体は7nmが限界だといっていた過去はどこに行ったのか？

2021年にリスク生産開始

台湾TSMCが、半導体の3nmプロセス製造について、2021年にもリスク生産を開始し、2022年の第2四半期に量産を開始する予定だと、台湾DIGITIMES誌が報じた。
今現在PS5等の半導体製造は7nmプロセスによる製造で、AppleのM1は5nmプロセスによる製造であるが、それよりもさらに微細な3nmプロセスに関して、もうすぐそこまで来ているという事にまず驚く。
実際問題として、7nmプロセス製造のPS5等の生産に遅れが出ているという事実が有る事を考えると、最先端プロセスの研究も良いが、もっと生産してくれよ、と言いたい人も多いだろうと思う。
だが、半導体という世界は、この先端プロセスの製造にどれだけ早く着手できるか、という事がとても大きな意味を持つ。これに乗り遅れると、顧客を一気に失う可能性もあるので、TSMCからしてみれば、既存ラインの拡大は別で対応するとしても、基礎となる最先端製造にコストをかけるのは、むしろ当然の結果である。
という事で、TSMCはまだしばらく半導体製造業界ではトップ企業に君臨し続けるだろう事は想像に難くない。

微細化の問題

昨今の半導体製造は、以前よりもずっと微細製造にコストが架かるため、以前のように製造プロセスを小さくすれば、製造数でコストを相殺させ、逆に利益を増大させる事ができる、というものとは全く異なる。
なので、GPUはCPUから比べると微細化が進む速度は以前から遅かった。配線層の微細が困難だったという事と、コストに見合わないと判断された為だ。
ただ、大きなダイサイズは面積あたりのコストも嵩むがそれ以上に消費電力のメリットを享受できないため、、今のNVIDIAのGeForce RTX 3080を初めとした3000系は、SamsungのN8プロセスにて製造されている。またAMDのRadeon RX 6000系もTSMCのN7で製造されているので、GPUもプロセス微細化の道を昨年から歩んだ形になった。
残念なのは、これらが一度に全部動いた、という事である。
これによって、もともと限られていた生産ラインが全て逼迫し、生産に遅れが出ているという事である。
この半導体の全体的な品不足は、元々想定されていたところはある。
TSMCは、2020年5月に2021年に建設を開始する5nm生産が可能な半導体生産工場を米国アリゾナ州に建設する計画を発表している。ただ、こうした工場の建設には数年単位の時間がかかるので、この工場の稼働は2024年からと計画しており、今の品不足そのものに関与する事はないのだが、産業の多くで半導体が使われる今の時代によって、全体的な品不足が起きている事そのものは、あらゆる想定を超えたものになっている側面があるように思える。