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AI PCの時代

ノートPCは確実にAI利用を前提とした流れに乗ったが…。

Core Ultra

Intelがブランド名の変更を行い、開発コードネーム「Meteor Lake」を「Core Ultra」として発表した。OEMメーカーからは搭載製品が出荷開始されており、既に時代は新しい時代へと変化したと言える。
Core Ultraには、新しいタイプのプロセッサとしてNPU(Neural Processing Unit)が搭載されており、AI処理が従来よりも省電力かつ高効率で可能になるとされる。
これらを搭載したPCを「AI PC」と呼び、2024年のトレンドになると言われている。
既にQualcommはSnapdragon X Elite、AMDはRyzen 8040シリーズとしてAI処理を効率良く行うユニットを内蔵したコアを発表している。Intelは今回のCore Ultraで最後発として発表した形になる。
ただ、Macの世界では一足先にNeural Processing Unitを内包したMシリーズが登場しており、Windows PCはMacの後塵を拝する形になってしまっている。
しかも、MacはノートPCとデスクトップPCで、基本的に同じコアを搭載した製品を展開している関係から、デスクトップPCでもAI処理が有効に働く状態となっているが、Windows PCの世界では、このNPUを搭載したデスクトップ用コアは未だ発表されておらず、今後このNPUを搭載したデスクトップ用コアがどのような形で定着するのか、私としては気になっている。
そもそも、デスクトップPCとノートPCという棲み分けを行うのか？という根本的なところから、未来はまだ見えていない。
Macは、基本的に搭載コア数を変更した形のもので性能差を付けているところがあり、既にPCとしての形に拘っていない節がある。
PCというものの考え方が、大きく転換しようとしている。
2024年はそんな年になるのかもしれない。

私の次のメインPC

私は2023年1月に、久々にAMDのRyzen7 7700Xを搭載したPCを自作した。
ホントに久々のAMDコアで、Intelとはまた違った手のかかり方をしたPCだと実感している。
約1年運用していて思ったのは、AMD製のハードウェアをメインとしたPCは、IntelをIntel製ハードウェアメインのPCより不安定な事が多いという事である。
これは私のPC構成なども影響しているのかもしれないが、特にストレージ周りに関して、データの送受信が途絶する時がある事に困っている。
ドライバを新しくすれば…とか、いろいろな対策を採ってはみたものの、確実にそうだとも言える原因でもないので、未だ改善されずにそのままになっている。
Intel製ハードウェアを利用していた時には一切なかった問題点である。
正直、もっとAMD製ハードウェアは安定していると思ったのだが、ストレージのデータが途中で読み込み待ちになったりして動画の再生が止まったりするところをみると、私の構成に問題があるのか、それともドライバ類に何か問題があるのか、よくは分からないがIntel製ハードウェアを使用していた時よりずっと不安定な挙動を見せる。
なので、次のメインPCを構成する時はIntelに逆戻りかな、と思っている。
その時、おそらく時代はAI PCの流れに変わった時だと思うのだが、その時、ノートPCとデスクトップPCの垣根は今ほどない時代に変わっているのではないかと予想している。
Intelが発表したMeteor Lakeの後継テクノロジーは、もうノートPCとかデスクトップPCとかの棲み分けをしていないのではないかと思っているのである。
それこそ、Macと同じような状況に、Windowsも置かれているのではないかという事である。

4種混合のMeteor Lake

Intelが次期CPU「Meteor Lake」の詳細を明らかにした。

Eコアが2種類に？

Intelは第12世代CoreのAlder Lakeから、高性能コアであるPコア、高効率コアであるEコアの異なるCPUを混載するハイブリッドアーキテクチャを採用した。
これによって、重い処理はPコアが担当し、繰り返し処理が多い軽めの処理をEコアが担当するという、スレッドを分業化させて性能と省電力性を両立するスタイルを確立した。
ただ、この処理を分ける部分、つまりIntel Thread Directorと呼ばれる部分が、ちゃんと処理を正しく振り分けないと、思わぬミスマッチが発生するという問題があるのだが、これも時間とともに改良され、大凡問題なく敵した形で処理が行われるようになり、かなりの性能を発揮するに至っている。
今回、Intelが情報を開示した「Meteor Lake」は、CPUそのものがチップレット構造を採り、CPU部分であるコンピュートタイル、GPU部分であるグラフィックスタイル、汎用処理を受け持つSoC部分と思しきSoCタイル、I/Oを受け持つIOタイルの4つのチップレット(Intelはこれをタイルと呼んでいる)をベースタイルの上に3D方向に積層させて構成している。
PコアやEコアは、この中のコンピュートタイルの中の話ではあるのだが、CPUそのものがチップレット構造を採り、さらにその中にも分業構成を取り込む事で、Meteor Lakeの高性能、省電力を実現している。
しかも今回は省電力を担うEコアも、さらに低電力で動作するEコアを別で搭載することで、ARM CPUにより近づくための省電力化が実現しているという。
より詳細なセッティングを可能にしたが、より複雑化した感もあるが、Meteor Lakeはここ最近の中では大きな変革をもったCPUになったと言える。

NPU搭載

Meteor Lakeから、IntelのCPUにもAI用のユニットを搭載している。
それをNPUと言ったりするのだが、昨今は生成AIでのテキスト生成、画像生成、音声認識などの処理がトレンドという事もあって、IntelもこのMeteor Lakeから搭載する事を発信していた。
ただ、今まではこのNPUの詳細が説明されていなかったのだが、Intelはついにその情報を公開した。
Intelが買収したMovidiusという企業が開発してきたVPUがベースとなっているようで、低消費電力でAI推論が可能になる特徴があるという。
このNPUは、前述説明したSoCタイルに内蔵されており、2つのNeural Compute Engineという演算器を持っている。このEngineがマシンラーニングやディープラーニングの処理を行うのだが、演算としてはFP16とINT8の制度を利用して行列演算する。1つのEngineあたり1クロックサイクルで2,048の処理が可能で、NPU内部にはScratchpad RAMというローカルメモリ(SRAM)が内蔵されている。低消費電力で効率がよいのは、この内蔵したメモリを利用する事によって、SoCタイルにあるメモリコントローラへ頻繁にアクセスしなくても演算が可能になっている事に起因する。
具体的な性能指標として、Intelが公開した情報によると、CPUで43.3秒かかる画像生成処理に対し、GPUは14.5秒、NPUだと20.7秒との事。GPUの方が処理が速いじゃないかと思うかもしれないが、消費電力ではCPUが40W、GPUが37Wに対しNPUはわずか10Wと電力効率はCPUに比して7.8杯になるという。
AMDのRyzen 7040シリーズにもRyzen AIというNPUのようなユニットが搭載されているが、今後はCPU部分だけでなく、NPU部分の性能も評価対象となるのではないかと考えると、ヘテロジニアスコア(異種混合コア)は評価がとても難しいと考えざるを得ない。

ノートPCを買った後の話

やはり気になるのは購入したPCが搭載するAlder Lakeの後の世代。

思った程の変化はない？

Intelがモバイル版Raptor Lakeを2022年下半期に投入する、という話がある。
元々デスクトップ版のRaptor Lakeが2022年中に投入としていて、モバイル版はその後に続くという予定だったものを、結果的に投入時期を早める形になる。
私は先日、Alder Lake-Uを搭載したDellのノートPC「Inspiron 14 5420」を購入したが、実はこのタイミングで購入するにあたり、次世代の投入時期を随分と意識していて購入を結果的に遅らせた、という事実がある。
というのも、以前からの情報でAlder LakeからRaptor Lakeに切り替わる際に、Eコアの搭載数が増量される、という噂があったからだ。
Alder Lakeは、高性能コアであるPコアと高効率コアであるEコアに役割を切り分けた事で、ハイパワーと省電力を達成するという手法を採った初のx86コアである。
この話をそのまま受取ると、結果的に性能を示すのはPコアだと思われがちだが、Alder Lakeの核心は、実はEコアにあると私は思っている。
というのは、Eコアは仮想スレッド機能を持たない代わりに、性能を補えるだけの数を搭載していて、省電力動作ながら、Skylakeレベルの処理を延々と処理し続けるだけの性能を持つと言われている。つまり、通常使用するPCの処理において、Pコアが処理する命令よりもEコアが処理する命令の方が圧倒的に多く、また全体的なパフォーマンスを左右すると言うワケである。
もちろん、圧倒的なパフォーマンスが必要になれば、Pコアが消費電力を顧みず全開で動作して、その処理能力を見せつけるのだが、通常使用の時に活躍するのは主としてはEコアという事になる。
そのEコアがRaptor Lakeで増量されるとなると、今Alder LakeのノートPCを購入してよいものか？と悩むのは当然だろう。
限られた予算の中で買い物をするなら、ゲームチェンジャー的な世代でPCを切替えたい。
それが真実である。
が、いろいろ情報を調べてみると、どうもモバイル版のRaptor Lakeは、基本的にコア数は変わらないだろう、という予測が出ていた。つまりEコアを増量するのはデスクトップ版だというのである。そうであれば、モバイル版Raptor Lakeは2ndキャッシュ増量や最適化からのクロックアップが主となるはず。
そう考えると、Alder LakeでのノートPCの購入でも、劇的変化は少ない、と判断できるわけである。

さらにその先は…

Raptor Lakeの次の世代の話をすると、どうも2023年にはMeteor Lakeが登場するとされている。
Meteor Lakeは製造プロセスが進化し、Intel 4プロセスを用いて製造されると言われている。こうなると、Intel 7プロセスとはそもそも製造プロセスが異なるので、より省電力化する可能性がある。もちろん、その際の動作クロックによっては排熱がより難しくなる事から、その熱設計によって性能が変わってくると思われるが、微細化からもたらされるコア数の増量、省電力化などは未知数である。
なので、Meteor Lakeが登場すれば、また状況は大きく変わると言えるが、それを今語っても確たる話は何もない。
来年に入って、私が購入したDELLの「Inspiron 14 5420」が陳腐化する事は避けられないが、おそらく業務で使用するレベルで困る事は一切無いだろう。
とにかく、Raptor Lakeが登場した後のAlder Lakeの立ち位置は、思ったよりも悪くない。今の段階では私はそう考えている。