最新情報： AMDは台北でComputex 2019の基調講演を行い、第3世代Ryzenラインナップの一部を発表しました。まだ多くの詳細が不明なため、この記事は新しい情報で更新できるよう作業を進めています。それまでの間、第3世代Ryzenの発売に関する完全分析で出荷モデルのリストをご覧ください。AMDとIntelのどちらが優れているかご存じですか？その答えをご紹介します。
AMDの1000シリーズRyzenプロセッサ（フラッグシップモデルのRyzen 7 1800Xなど）の登場は、数年前には想像もできなかったほどCPU市場を活性化させ、Intelは製品群全体にわたって競争力を高める必要に迫られました。しかし、これはAMDによる新しいZenベースチップの攻勢の始まりに過ぎませんでした。昨年、AMDはオリジナルの14nmチップから、Zen+マイクロアーキテクチャを採用した2000シリーズ12nm Ryzenプロセッサ（Ryzen 7 2700Xなど）に移行しました。そして今、Ryzen 3000シリーズが登場します。最新の噂によると、これらのチップはメインストリームデスクトップ向けに最大16コアを搭載し、Intelの8コアという上限の2倍になるとのこと。
これらの新しいチップは確かな進化を遂げましたが、AMDは現在、7nm製造プロセスを採用したZen 2マイクロアーキテクチャの市場投入に精力的に取り組んでいます。改良されたInfinity Fabricに加え、これらの新技術群は、第3世代Ryzen「Matisse」プロセッサとして市場に投入される予定です。Intelが10nm CPUの展開に苦戦する中で、AMDがタイムリーにこの偉業を成し遂げることができれば、AMDがIntelからプロセスノードのリードを奪うのは、AMDの歴史上初めてとなるでしょう。
AMDは先日、CES基調講演で新型プロセッサのデモを行いました。AMDの3000シリーズプロセッサの詳細はまだ全て明らかになっていませんが、2019年半ばに市場投入されることは分かっています。AMDは先日、7nmプロセスを採用したEPYCデータセンター向けバリアントのサンプル出荷を2019年第2四半期に開始すると発表しており、計画は順調に進んでいるようです。また、Zen 2ベースのチップがソニーの次世代PlayStation 5に搭載されることも明らかになっています。
先週、AMDのリサ・スー氏は同社の年次株主総会において、7nmプロセスによるRyzen 3000およびEPYCデータセンターチップのラインナップとNaviグラフィックスアーキテクチャを2019年第3四半期に発売すると発表した。これは、Gigabyteが本日ダウンロード可能なBIOSアップデートを通じて、前世代マザーボードでPCIe Gen 4.0のサポートを有効にしたという最近の発表に続くものだ。この機能はRyzen 3000チップと組み合わせることでのみ完全にロック解除されるため、5月24日（月）に開催されるリサ・スー氏のComputex基調講演での発表に向けて準備が整ったと言えるだろう。
他に何がわかっていて、何がわかっていないのかを見てみましょう。
第3世代Ryzenのパフォーマンス
CES 2019で、AMDのCEOであるリサ・スー氏は、Radeon VIIと組み合わせてゲームをプレイする「初期」第3世代Ryzenデスクトッププロセッサを披露しました。これらの7nmチップは、出荷時設定でPCIe 4.0 x16をサポートする初のデスクトッププロセッサとなります。これは、新しい500シリーズチップセットもこの新規格をサポートすることを示唆しています。
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AMDは、Ryzen 3000シリーズ試作プロセッサをCore i9-9900Kと直接対決させるデモを行いました。注目すべきは、AMDがまだ設計を完全には調整していないことです。つまり、市場投入前にチップからより多くのパフォーマンスを引き出す可能性が高いということです。8コア16スレッドのRyzenプロセッサは、Cinebenchマルチスレッドワークロードにおいて、8コア16スレッドのCore i9-9900Kとほぼ互角のスコアを記録しました。Ryzenのスコアは2,057、i9のスコアは2,040でした。
デモ中の第3世代Ryzenの消費電力も同様に印象的で、ベンチマークテスト中の消費電力はIntelプロセッサよりも30%も低い数値でした。IntelのCore i9-9900Kは、最適なパフォーマンスを引き出すために、ハイエンドのマザーボード、電源、そしてクーラーを必要とします。Ryzenプロセッサの比較的低い消費電力は、チップをベースとしたシステム全体の構築コストを大幅に削減できることを意味し、AMDは価格優位性を維持しながら、Ryzenと同等のパフォーマンスレベルを提供することができます。
第3世代Ryzenチップ
予想通り、第3世代Ryzenプロセッサは、AMDが最近発表したEPYC Romeプロセッサと同様に、マルチチップレット構成を採用しています。このモジュラー設計は、8コアの7nmチップレット（TSMC製）と14nm I/Oダイ（GlobalFoundries製）で構成されています。I/Oダイには、メモリコントローラー、Infinity Fabricリンク、そしてI/O接続が搭載されています。PCIe 4.0のサポート以外、AMDはこれらのリソースに関する詳細を未だ公表していません。
ご覧の通り、AMDは大型のI/Oダイを7nmコアダイからオフセットすることで、2つ目の8コアCPUコンプレックスを搭載するのに十分なスペースを確保しています。PCBには、さらに8コアチップレットを搭載するための窪み（下図）も確認できます。AMDのリサ・スー氏は、この設計には明らかにもう1つのチップレットを搭載する余地があり、「8コア以上を搭載すると予想されます」とコメントしています。しかし、スー氏はプロセッサに搭載されるコア数や、最初のリリース時に搭載されるのか、それとも後続のチップシリーズとして提供されるのかについては明言していません。AMDが既に16コア版を開発中であるという信憑性のある噂が出ていますが、AMDはこの情報を公式に認めていません。
公開されている最新の BIOS アップデートから、AMD がすでにシリコンの B0 段階に進んでおり、Ryzen 3000 チップが最終的な小売形態に近づいていることがわかっています。
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AMDは現在、第2世代のInfinity Fabricを採用し、コンピューティングダイと設計の要となるI/Oダイを接続しています。この設計により、メモリコントローラやI/Oなど、拡張性が低いチップ領域を実績のある成熟ノード上に維持しつつ、重要なコンピューティング機能には7nmノードの性能、密度、そして経済性の利点を活用することができます。この革新的な設計は、業界におけるヘテロジニアスアーキテクチャへの広範なトレンドを示唆しています。
それはただ機能する
Ryzen 3000シリーズチップは革新的な新設計を採用していますが、幸いなことに、既存のRyzenプロセッサ向けの最適化機能の多くと連携できます。AMDの初代Ryzenプロセッサは革新的な新コア設計を採用していましたが、当初は一部のアプリケーションで期待を下回るパフォーマンスを示しました。レイテンシに敏感なアプリケーション（ゲームなど）が最も影響を受けましたが、AMDはソフトウェア開発者に独自のZenマイクロアーキテクチャ向けにコードをカスタマイズするための知識を提供するための集中的な取り組みを行い、主流のデスクトップチップにおけるこの問題を大幅に修正しました。
AMDのCTO、マーク・ペーパーマスター氏に、これらの最適化が新しい第3世代Ryzen製品にも引き継がれるかどうかを尋ねたところ、同氏はそれを肯定しました。つまり、Ryzen 3000シリーズチップは、発売と同時に好調なパフォーマンスを発揮するということです。
PCIe 4.0 サポート
AMDは7nmプロセス採用のEPYC RomeチップでPCIe 4.0のサポートを先行し、3000シリーズプロセッサでこの規格に対応しました。しかし、AMDは新しいRyzenプロセッサは第1世代チップ用に設計されたマザーボードと互換性があるものの、PCIe 4.0規格を完全にサポートするには新しいマザーボードが必要になると発表しました。
しかし、既存のRyzenシステムには希望があります。AMDの担当者は、300シリーズと400シリーズのAM4マザーボードがPCIe 4.0をサポートできることを確認しました。AMDはこの機能をロックアウトするのではなく、マザーボードベンダーが自社のマザーボードでより高速な規格を個別に検証し、認定することになります。この機能をサポートするマザーボードベンダーは、BIOSアップデートを通じてこの機能を有効にしますが、そのアップデートはベンダーの裁量に委ねられます。
ほとんどの旧型マザーボードは、マザーボードの最初のスロットへのPCIe 4.0 x16接続をサポートできますが、残りのスロットはPCIe 3.0の信号速度に戻る可能性があります。これは、マザーボード上の6インチを超えるトレースルーティングには、PCIe 4.0のより高速な信号速度をサポートする新しいリドライバとリタイマーが必要になるためです。つまり、CPUに最も近いPCIeスロットはPCIe 4.0を容易にサポートし、M.2ポートを含む他のスロットはPCIe 3.0で動作できます。サポートは、ボード、スイッチ、およびMUXレイアウトに基づいてスロットに制限される可能性があります。
500シリーズチップセット
AMD の X570 と名付けられたマザーボードは、マザーボードベンダーが新製品を徹底的にテストする中で、すでにオンラインテストデータベースに登場し始めており、憶測が飛び交っています。
第3世代RyzenプロセッサはPCIe 4.0をサポートしており、500シリーズと呼ばれるとされる次世代チップセットもこの規格をサポートすると想定するのは理にかなっています。情報筋によると、14nmの500シリーズチップセットは、現在のAM4マザーボードで使用されている28nmチップセット（約8W）よりも消費電力が高く（約15W）、これは500シリーズチップセットがPCIe 4.0もサポートしているためです。新チップセットの具体的なレーン割り当てについては明らかにされていませんが、これらの高速レーンは、様々な種類のセカンダリI/Oデバイスに役立つでしょう。
マザーボードベンダーからは、AMDがチップセットの設計にASMediaの利用を停止するとの報告も届いています。しかし、AMDはASMediaの利用は継続するが、新しいチップセットは「より洗練されたものになる」としています。つまり、AMDがチップセットの一部を独自に設計し、USB 3.1などの主要なIPブロックはASMediaからライセンス供与を受けることになるのかもしれません。
DigiTimes は、ASMedia が今後もすべての AMD チップセットの製造を続けると述べたと報じ、この問題をさらに混乱させたが、コンポーネントの製造と設計には違いがあることは注目に値する。
AM4ソケット
AMDは、すべてのRyzenプロセッサにおいて2020年までAM4 CPUソケットの互換性を維持することを約束しています。つまり、あらゆるAMD RyzenプロセッサをあらゆるAM4マザーボードで使用できるようになり、AMDの顧客に将来的な確実なアップグレードパスを提供することになります。これは、Intelの頻繁なソケット変更によって愛好家が新しいマザーボードやチップセットへの移行を余儀なくされる状況とは対照的です。AMDのAM4ソケットへの長期サポートは愛好家から高い評価を得ていますが、同時に新しい3000シリーズプロセッサの選択肢を狭めることにもなります。
AMDとそのマザーボードパートナーは、その約束を果たすべく尽力しており、最近、主要メーカー各社から既存マザーボード向けのBIOSアップデートが提供されています。しかし残念ながら、現時点ではAシリーズマザーボードへのBIOSアップデートはまだ行われておらず、既存のローエンドマザーボードではこれらのチップがサポートされない可能性が十分にあります。
AM4ソケットは、可能な構成についていくつかのヒントを与えてくれます。AM4ソケットは2チャネルのDDR4メモリをサポートしており、各メモリチャネルは通信に専用のピンを必要とするため、3000シリーズモデルでもこの仕様は変更されない可能性が高いです。AM4ソケットの現在の配置を考えると、新しいチップにはデュアルチャネルメモリコントローラーが搭載される可能性が高いと考えられます。
AdoredTVの噂
AdoredTVは、匿名の情報提供者がAMDの新型プロセッサのリストを送信したと報じました。噂によると、AMDは新型Ryzenチップを2019年第1四半期にリリースするとのことですが、その噂には疑問が残る部分もいくつかあります。
AMDはCESで新プロセッサと価格を発表するとの情報もありましたが、基調講演では詳細な情報は明らかにされませんでした。Ryzenチップについては、CPUクロック速度や価格など、最終的な決定は通常、開発プロセスの後半で行われるため、詳細が明らかにされないことが予想されます。
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| CPU | コア/スレッド | グラフィックプロセッサ | ベース/ブーストクロック | TDP | 価格 |
| ライゼン 3 3200G | 4/4 | ベガ8 | 3.6 / 4.0GHz | 65W | 99ドル |
| ライゼン5 3400G | 4/8 | ベガ11 | 3.7 / 4.2GHz | 65W | 149ドル |
| ライゼン 7 3700 | 12月24日 | - | 3.8 / 4.6GHz | 95W | 299ドル |
| ライゼン 7 3700X | 8月16日 | - | 3.6 / 4.4GHz | 65W | 329ドル |
| ライゼン 9 3800X | 8月16日 | - | 3.9 / 4.5GHz | 105W | 399ドル |
| ライゼン 9 3900X | 12月24日 | - | 4.8 / 4.6GHz | 105W | 499ドル |
| ライゼン9 3950X | 16 / 32 | - | 3.5 / 4.7GHz | 105W | 749ドル |
噂されているラインナップには、他にも疑問点がいくつかあります。噂で示唆されている価格モデルでは、現行のAMDチップと同程度の価格帯で、コア数の2倍のチップを市場に投入するとされていますが、7nm製造コストの高さについて前述したように、これは非常に可能性が低いです。AMDは第1世代Ryzenプロセッサで革新的な価格モデルを発表し、業界を驚かせましたが、このリリースは同社のラインナップを根本から刷新するものでした。
同社は現在、反復的なアップデートを市場に投入しており、製品群へのこのような抜本的な変更は既存のラインナップに影響を与えることになる。3000シリーズプロセッサをこの価格で市場に投入すれば、同社の既存ラインナップを食いつぶすことになり、売れない過剰在庫を抱えるのを避けるためにサプライチェーン全体を一掃する必要が生じるだろう。しかし、その可能性は低い。
AMDは最近、創立50周年記念昼食会で、7nm製品はすべて50%以上のマージンを確保していると述べました。そのため、大幅な値下げの約束はさらに疑問視されることになります。
他にも、TDPや周波数が製品全体で均等に揃っていないなど、ラインナップにはより明らかな欠陥があると指摘する声があります。しかし、特に開示内容と価格モデルを考慮すると、この噂は正確ではないと考えます。しかし、噂の少なくとも一部に正確な情報が含まれているかどうかは、時が経てば分かるでしょう。その間、多くの無名の小売業者が、この噂と全く同じ名称と仕様でRyzen 3000シリーズチップの仮置き広告を掲載しているのを目にしました。言うまでもありませんが、こうした広告には強い疑いの目を向けるべきです。
CCXの復活、AMD Zen 2アーキテクチャの紹介
ペーパーマスター氏はまた、これらのチップにはAMDのCore Complex（CCX）が搭載されることを確認しました。CCXは、同社がチップ設計を容易に拡張できるようにする重要な基盤となる構成要素です。現在のCCX設計は、4つのコアが4つのスライスに分割された集中キャッシュに接続されています。各コアには専用のL2キャッシュも搭載されています。多くの現行世代Ryzenモデルには、AMDのInfinity Fabricを介して接続された2つのCCXが搭載されています。Infinity Fabricは、ユニット間の超高速高速道路として機能する高速インターコネクトです。これにより、高速で効率的な通信が可能になります。また、CCXは同一のメモリコントローラを共有しています。
新しいチップも同じ設計思想を受け継いでいることは分かっていますが、AMDが抜本的な調整を行ったかどうかは定かではありません。各CCXにコアを追加したか、キャッシュの容量とアソシエティビティを調整した可能性があります。
TSMC 7nmプロセス
AMDはRyzen 3000シリーズチップに使用する7nmプロセスについて多くを語っていませんが、EPYCデータセンターチップの発表時に、このプロセスにより、同じパフォーマンスレベルで密度が2倍になり、消費電力は半分になると主張しました。また、7nmプロセスでは同じ消費電力で1.25倍のパフォーマンスも実現できると主張しています。これらの利点は、エンドユーザーにとってより高速で安価なチップという形でもたらされますが、チップが小型化するにつれて、スケーリングの難しさやチップレベルの相互接続の制約が問題を複雑化させます。Intelが自社の10nmプロセスで抱えている問題がその例です。
AMDのCTOマーク・ペーパーマスター氏は、新プロセスによってパフォーマンスが25%向上すると予想していますが、EETimesの取材に対し、新プロセスへの移行は困難を伴っていると改めて強調しました。ペーパーマスター氏はまた、7nm以降のノードで導入されるEUV（極端紫外線）製造への移行によって得られるデバイスパフォーマンスの向上は「控えめ」なものにとどまると述べました。AMDのフォレスト・ノロッド氏も同様の発言をしているため、大幅なクロックアップへの期待は抑えておくのが賢明かもしれません。
ノード命名規則は、確かな測定値に基づく指標というより、マーケティング戦略的な要素が強くなっていることを忘れてはなりません。そのため、TSMCの7nmプロセスは、Intelが開発中でしばしば遅延している10nmノードよりも高密度ではありません。実際、Intelの10nmプロセスはTSMCの7nmプロセスよりも高密度です。Intelの10nm（6T）プロセスは1平方ミリメートルあたり100メガトランジスタ（MTr/mm 2）であるのに対し、TSMCの7nm（7.5T）は66MTr/mm 2です。
しかし今のところは、誰が最初に新プロセスを市場に投入できるかを競っている。Intelは10nmプロセッサの量産を2019年後半に開始する予定だ（これ以上の遅延がなければ）。AMDは2019年半ばという目標を達成できれば、大きなチャンスを手にすることになる。
新ノード開発に伴う初期費用の高額化により、AMDの主要製造パートナーであるGlobal Foundriesは昨年、7nmプロセス開発競争から撤退した。AMDは引き続き新ノードの提供と、それを新しいZen 2マイクロアーキテクチャの市場投入の手段として活用することに注力しているが、製造に関してはTSMCと提携している。TSMCは業界トップのサードパーティファウンドリーであるため、AMDは、同じくTSMCのチップ製造設備を使用するApple、Qualcomm、Nvidiaなどの大手企業とウェハ生産量で競争する必要がある。しかし、最近の報道によると、7nmノードは高価であるため、複数の大手企業が主要ノードでの製品開発を縮小し、TSMCの7nm生産能力の約10%が十分に活用されていない状態になっているという。これはAMDにとって諸刃の剣である。TSMCからウェハを調達することに問題はないはずだが、ノードが小さくなるごとにコストが徐々に高くなるため、第2世代Ryzenチップでは大幅な価格低下は見込めない可能性がある。
今は待つ
インテルが独自の 10nm 縮小で対抗する前に AMD が 7nm チップの量産に踏み切ることは、特に AMD が今年半ばにそれを実現できれば、チームブルーにとって大きな打撃となる可能性がある。
しかし、ノードの縮小だけでなく、それ以上のメリットがあります。AMDは3000シリーズRyzenチップにZen 2マイクロアーキテクチャを搭載しており、これによりクロックあたりの命令数（IPC）スループットが大幅に向上するはずです。これにより、ブルーチームが依然として明確な優位性を持つ数少ない領域の一つ、シングルスレッドアプリケーションのパフォーマンスにおいて、AMDはIntelに迫る可能性が高まります。AMDのデモでは、コアあたりのパフォーマンスがIntelと同等になりつつあることが示唆されていますが、その改善を正確に測定するには、はるかに広範囲のワークロードが必要になります。
AMDは既に多くの分野で非常に競争力が高い。しかし、もし同社がシングルスレッド性能の差を埋めることができれば（特にゲーム性能の向上に寄与する）、プロセッサ市場史上最大の番狂わせを起こす可能性もある。そして、そのような成功（EPYCの売上増加と相まって）は、AMDに巨額の資金流入をもたらし、2020年以降、はるかに強力なCPUのライバル（そしてグラフィックス分野ではNVIDIAも）との競争力を高めることになるだろう。
AMDについて
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ポール・アルコーンはTom's Hardware USの編集長です。CPU、ストレージ、エンタープライズハードウェアに関するニュースやレビューも執筆しています。
