AMD、インテル向けセミカスタムグラフィックチップを開発へ

興味深い展開として、AMDは、近々発売されるIntelマルチチップ・パッケージ（MCP）向けにセミカスタムGPUを開発中であると発表しました。AMDのGPUは、モバイルPCとしては初となるHBM2メモリとIntelのEMIBインターコネクトを採用した第8世代Intelプロセッサに搭載されます。IntelとAMDは両社とも、新しいHシリーズプロセッサの開発を発表しました。これは、EMIBテクノロジーがコンシューマー製品に初めて採用されたことを意味します。

HardOCPのKyle Bennet氏が今年初めにフォーラムに投稿した記事を皮切りに、AMDがIntel向けにGPUを開発しているという噂が流れました。この噂は業界で大きな話題となり、AMDの株価は短期的に上昇しましたが、根拠のない噂として広く否定されました。当時、IntelもAMDのグラフィックス技術のライセンスを取得していないと主張する公式声明を発表しました。しかし、最近、AMDは最近の業績発表の電話会議で、セミカスタムチップの大型受注について言及しましたが、新規顧客の名前は明らかにしませんでした。どうやらIntelのようです。

AMDはついに今朝公式声明を発表しました。

AMD Radeon Technologies Groupの副社長兼ゼネラルマネージャーであるスコット・ハーケルマン氏は、「Intelとの協業により、AMD Radeon GPUのインストールベースが拡大し、高性能グラフィックス向けの差別化されたソリューションを市場に投入できます。両社は協力して、ゲーマーやコンテンツクリエイターの皆様に、AAAゲームやコンテンツ制作アプリケーションにおいて、ディスクリート性能の高いグラフィックス体験を提供できる、より薄型・軽量のPCを提供します。この新しいセミカスタムGPUは、最高のビジュアル体験を求める幅広い愛好家の皆様に、Radeonグラフィックスのパフォーマンスと機能をお届けします。」と述べています。

ウォール・ストリート・ジャーナルは、この新型チップはAMDの次期Ryzen Mobileプロセッサと競合しないと主張しています。AMDはこの情報を公式に認めていませんが、IntelがHシリーズの設計について公開したわずかな詳細を考慮すると、事実であると思われます。IntelのHシリーズもTDPが35～45Wの範囲に収まりますが、Ryzen Mobileプロセッサは15Wです。

インテルも声明を発表した。

第 8 世代 Intel Core ファミリーの一部となるこの新製品は、高性能な Intel Core H シリーズ プロセッサ、第 2 世代の高帯域幅メモリ (HBM2)、および AMD の Radeon Technologies Group* による Intel 専用のサードパーティ製ディスクリート グラフィック チップをすべて 1 つのプロセッサ パッケージに統合しています。

注目すべきは、Intelの第8世代ラインナップが、14nm+ Kaby Lake-R（リフレッシュ）、14nm++ Coffee Lake、そして10nm Cannon Lakeという3つの異なるノード／アーキテクチャで構成されていることです。Intelは新プロセッサにどのプロセスを採用するかを明らかにしていませんが、来年初めのリリースが長らく予定されている10nm Cannon Lakeプロセッサと組み合わせられる可能性が高いでしょう。また、HBM2と独自の電力供給システム（後述）の採用を考慮すると、AMD GPUがVegaコアを採用していると推測するのも理にかなっています。

インテルは従来、特許共有ライセンスを通じてグラフィックスソリューションにNVIDIAのIPを使用してきましたが、この契約は今年初めに失効しました。この契約により、インテルはNVIDIAのIPを永続的に使用できますが、ライセンス期間中に共有されたIPにのみ適用されます。つまり、インテルは新しいNVIDIAのIPにアクセスできません。インテルは、AMDとの新しい契約にはAMDの技術のライセンスは含まれていないことを確認しました。インテルは、AMDから完成したセミカスタム製品を購入し、パートナー企業と共同で製造するだけです。つまり、インテルは自社のGPU開発プログラムを放棄するわけではないということです。インテルはまた、このプロジェクトの開始にあたりAMDにアプローチしたことも確認しました。

インテルは、この新しい設計により、すべてのコンポーネントを1つのデバイスに統合することで、ノートパソコン、2-in-1、ミニデスクトップなどのデバイスの薄型・軽量化が可能になると主張しています。インテルによると、ハイエンドモバイル製品に搭載されることが明らかなこの新しいプロセッサは、既存のマザーボードと比較してコンポーネントのフットプリントを半分に削減します。これは1,900mm ²の面積削減に相当します。これにより、OEMメーカーはより薄型・軽量なデバイスを製造できると同時に、放熱ソリューションの強化も可能になります。放熱性の向上は、高出力モバイルデバイスにとって重要な実現要因です。なぜなら、デバイスをより長時間、より高いパフォーマンスで動作させることができるからです。

Intelは今年初めのHot Chipsカンファレンスで、新しいEMIB（Embedded Multi-Die Interconnect Bridge）の詳細を発表しました。Hot Chips 2017：Intel Deep Dives Into EMIBの記事では、この新技術の詳細を網羅しています。簡単に言うと、EMIBとは複数の個別チップを単一の異種パッケージに統合する相互接続技術です。この接続は、パッケージ基板に埋め込まれた小さなシリコンブリッジ、または複数のブリッジによって構成されます。

インテルは、自社のチップを「チップレット」で統合する技術を設計しました。チップレットとは、プロセッサ、トランシーバー、メモリ、GPU、その他のコンポーネントとして利用可能な、小型で再利用可能なサードパーティ製IPビルディングブロックです。インテルは、レゴブロックのようにチップレットを自由に組み合わせ、自社のプロセッサに接続することで、様々なアプリケーション向けのカスタム設計を作成できます。上記は、インテルがStratix FPGAを複数のチップレットと組み合わせる計画を示していますが、新しい第8世代プロセッサの場合、コンポーネントはAMDのGPUと複数のHBM2パッケージで構成されます。

さまざまなコンポーネントは準標準化された通信プロトコルを介して通信するため、ベンダーは IP の重要な部分を保護できます。

Intelは、Hシリーズプロセッサに独自のソフトウェアドライバーを追加し、温度、電力供給、パフォーマンスをリアルタイムで管理できるようにしました。この新しいソフトウェアにより、プロセッサはワークロードに応じてプロセッサとGPU間の電力供給比率を動的に調整できます。これは、AMDのRyzen Mobile製品に搭載されている新しい電力供給サブシステムに似ています。これにより、全体的な消費電力の削減に役立ちます。HBM2は、GDDR5メモリよりも高いパフォーマンスと低い消費電力を実現しながら、貴重なメモリ領域も節約します。

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チップレットの登場は、半導体業界に大きな転換をもたらしました。業界はチップレットという概念に多少懐疑的でした。それは主に、競合他社が自社の技術を増強する必要があるためです。しかし、IntelとAMDの提携は、コンピューティング業界における二大巨頭、そして激しいライバル関係にある両社と協力できることを証明しました。業界関係者は、EMIBが消費者市場に浸透するには数年かかるだろうとほぼ一致していましたが、今回の発表は、この技術が本格的に普及する準備が整っていることを明確に示しています。

DARPA は当初、衰退しつつあるムーアの法則の限界を回避することを目的とした CHIPS (Common Heterogeneous Integration and Intellectual Property (IP) Reuse Strategies) イニシアチブによってチップレット革命を最前線に押し出しました。

Intelは、2018年初頭に複数の主要OEMを通じて新デバイスを市場に投入する予定です。IntelもAMDも、グラフィックスやコンピューティング能力、TDP定格、HBM2容量といった詳細情報をまだ発表していませんが、これらの詳細は来年初頭に明らかになると予想されます。