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Tiger Lakeをテスト:Iris Xeグラフィックスと10nm SuperFinを搭載したIntelの最新チップをベンチマーク

1年で多くのことが変わります。2019年のこの時期、Intelはついに第10世代Ice Lakeプロセッサをリリースし、ノートPC向けCPUを10nmプロセスノードに移行しました。これは多くの変化を経てのことでした。しかし、当時パフォーマンスが低かった10nmノードでは、高いクロック速度を維持するのが困難でした。その結果、IntelはノートPC市場の高性能セグメントを満たすために14nm Comet Lakeプロセッサを採用せざるを得なくなり、統合型グラフィックスでゲーム向けのノートPCにはIce Lakeの改良されたグラフィックエンジンを活用することになりました。

しかし、2020年現在、状況は大きく様変わりしています。Intelの分割された製品群は、AMDの7nm Ryzen 4000シリーズチップの進化に追いつくことができませんでした。AMDの新しいプラットフォームは効率性が向上し、バッテリー駆動時間が長くなり、主要アプリケーションにおいてよりパワフルになっています。この成功により、Ryzen「Renoir」チップの採用が拡大し、今ではこれまで以上に多くのノートパソコンに搭載されています。

Intelによると、新しいWillow Coveマイクロアーキテクチャと組み合わせたTiger Lakeは、同社の前世代Ice Lakeと比べて、グラフィック性能が2倍に向上し、ノートPCとしては初となるPCIe 4.0をサポートし、LPDDR4-4266メモリもサポートするなど、目を見張るような数々の改良点をもたらすという。さらにThunderbolt 4とWi-Fi 6も統合されており、Intelは性能だけでなく機能面でもAMDの最高峰に匹敵できると考えている。  

インテルは、今度は7nmチップ生産のさらなる遅延という問題に対処しており、この新しい技術ポートフォリオは、機敏な競合他社に対してインテルが再び立場を取り戻すために緊急に重要となるだろう。 

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(画像提供:Tom's Hardware)

Intelは、ホリデーシーズン前に50種類のデザインを市場に投入し、その後は合計約150種類のデザインが登場すると発表しています。Lenovo Yoga 9i、Acer Swift 5、MSI Summitなど、既に発表されている製品もあり、これらは近日中に登場予定です。

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Tiger Lakeにより、IntelはノートPCにPCIe Gen 4とThunderbolt 4を導入した最初の企業となった(デスクトップではAMDがその栄誉を獲得した)。一部の第11世代チップはIntelのXe LPグラフィックスを搭載してデビューし、同社はこれをIntel Iris Xeとして販売している。 

Intelによると、この新しいグラフィックエンジンはIce Lakeに搭載されているGen11グラフィックスと比べてワットあたりのパフォーマンスが最大2倍向上しており、高速化に加え、バッテリー充電なしで長時間のゲームプレイも可能になるという。Intelのリファレンスシステムをラボに導入した今、Xeが統合グラフィックスでついに1080pのゲームプレイを可能にするかどうかを確認できる。

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(画像提供:Intel)

テストに関する注意事項

モバイルCPUは、ノートパソコンに搭載しなければテストできません。そのため、これはTiger Lakeチップのレビューではなく、OEMノートパソコンシステムに期待できるもののプレビューです。Core i7-1185G7をはじめとする第11世代プロセッサを搭載したノートパソコンが実際に購入できるようになった暁には、Tiger Lakeシステムの完全なレビューが公開される予定です。

Intelはレビュアーに、Intelリファレンスデザインと呼ばれる、クアッドコア8スレッドのCore i7-1185G7を搭載した試作段階の「ホワイトボックス」システムを貸与しました。これは必ずしも後日販売される最終システムを代表するものではありません。Intelはパフォーマンスに基づくテストのみを許可したため、バッテリー駆動時間、発熱、Thunderbolt 4のパフォーマンス(そのためのデバイスを持っていなかったため)はテストできませんでした。また、ラップトップ内部の写真を公開することも許可されませんでした。

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(画像提供:Tom's Hardware)

Intelは、ドライバーが最終版ではなく、一部のソフトウェアが新しいチップに最適化されていないことを警告しました。昨年公開されたIce Lakeシステムの初期サンプルと同様に、このシステムも電力エンベロープを15W、28W、そして28Wの間で動的チューニングにより切り替えることができました。このスイッチャーは最終版システムには搭載されませんが、OEMメーカーはチップの設定変更が可能です。しかし、これは私たちにとって便利な機能です。異なる電力しきい値でテストを行い、様々なクラスのノートパソコンをエミュレートできるからです。

テストスイートの多くには、レビューで使用しているベンチマークテスト(Geekbench 5の最新バージョン、Handbrakeテスト、グラフィックス用の3DMark、そしてストレステストとしてCinebench R20を20回ループしたものなど)が含まれています。もちろん、IntelがIris Xeグラフィックスでのゲーミング性能について謳っていることを踏まえ、平均的なウルトラブックよりも多くのゲームをテストすることにしました。

インテルのリファレンスデザインと競合他社

Tiger Lake リファレンス デザインには次の仕様が付属しています。

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Tiger Lakeリファレンス検証プラットフォーム
CPUIntel Core i7-1185G7 (15W/28W/28W、ダイナミックチューニング)
グラフィックプロセッサIntel Iris Xe グラフィックス (96 EU)
ラム16GB LPDDRX-4267 MHz(デュアルチャネル)
ストレージ1TB Samsung PM981a M.2 PCIe Gen 3 NVMe SSD
画面14インチ、1920 x 1080
ネットワーキングインテル Wi-Fi 6 AX201 2x2
ポートサンダーボルト4 x 2
オペレーティング·システムWindows 10 Pro 2004

手元にあったのは、モバイル市場におけるAMDの最上位競合製品である8コア16スレッドのRyzen 7 4800Uを搭載したLenovo Yoga Slim 7(北米ではLenovo IdeaPad Slim 7)です。また、25WのIntel Ice Lake Core i7-1065G7を搭載した最新のRazer Blade Stealth 13も用意しました。 

各ノートパソコンには、入手可能な最新のパッチ、修正プログラム、アップデートをすべて適用しました。IntelのシステムにはWindows 10バージョン2004が付属していましたが、Slim 7とBlade Stealthはどちらも2004のロールアウトに対応していませんでした。強制的にアップデートすることもできましたが、安定性の問題が発生する可能性があるため、バージョン1909のままにしました。

Blade Stealth には GTX 1650 Ti Max-Q が搭載されていますが、テスト時にはこれを無効にして、代わりにシステムの Gen11 Iris Plus グラフィックスを使用しました。

残念ながら、比較のために同等の 14nm、第 10 世代 Comet Lake-U システムが利用できなかったため、Intel 側では 10nm 対 10nm となります。

モバイルチップをテストする際のもう一つの欠点は、ノートパソコンに直接組み込まれるため、構成、筐体、さらには冷却システムも異なり、パフォーマンスにばらつきが生じることです。状況を考慮すると、これは最終出荷製品を代表するような有意義な一連のテストを実施することに可能な限り近い方法です。しかし、完璧ではありません。

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比較ラップトップ

レノボ ヨガ スリム 7レイザーブレード ステルス 13
CPUAMD ライゼン 7 4800Uインテル Core i7-1065G7 (25W)
グラフィックプロセッサAMD Radeon グラフィックスIntel Iris Plus グラフィックス (Nvidia GeForce GTX 1650 Ti Max-Q 無効)
ラム16GB DDR4-4266MHz16GB LPDDR4-3733MHz
ストレージ512GB SK Hynix PCIe M.2 SSD512GB Samsung PM981a M.2 PCIe NVMe SSD
画面14インチ、1920 x 108013.3インチ、1920 x 1080
ネットワーキングインテル Wi-Fi 6 AX 201 (2x2)インテル Wi-Fi 6 AX 201 (2x2)
オペレーティング·システムWindows 10 Home 1909Windows 10 Home 1909

プロセッサの性能を紙面で比較すると次のようになります。

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コア/スレッドプロセスノード基本周波数最大ターボ周波数TDP
インテル Core i7-1185G74/810nmスーパーフィン1.2GHz(12W)、3.0GHz(28W)4.8GHz12~28W(構成可能)
AMD ライゼン 7 4800U8月16日7nm1.8GHz4.2GHz10~25W(設定可能、デフォルトは15W)
インテル Core i7-1065G74/810nm1.3GHz3.9GHz12~25W(構成可能)

生産性パフォーマンス

まず、通常の生産性ベンチマークをいくつか実行して、第 11 世代と第 10 世代、そして AMD の最高性能を比較しました。

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Geekbench 5.2では、Tiger Lakeシステムはシングルコア性能で優れたパフォーマンスを発揮し、15Wで1,580から28Wとダイナミックチューニングでは1,588までスコアを伸ばしました。AMD Ryzen 7 4800Uを搭載したYoga Slim 7は、マルチコア性能でも6,461というスコアで総合優勝を果たしました(コア数が多いことが確かに有利に働いているのでしょう)。ただし、i7-1185G7は高ワット数では僅差で勝利しました(25Wでは6,113、15Wでは4,857)。

スコア1,140のYoga Slim 7は、シングルコア性能ではTiger LakeだけでなくIce Lake(1,251)にも負けました。

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Handbrakeテストでは、6.6GBの4K動画を1080pにトランスコードしました。Ryzen 7 4800Uは依然としてトップに立ち、8分55秒でタスクを完了しました。15Wでは、Intel Reference Platformは17分18秒かかりましたが、これはIce Lake(19分49秒)よりも大幅に短縮されています。28Wでダイナミックチューニングを適用したIntelのラップトップは、同じジョブを11分48秒で完了しました。これは印象的なタイムアップですが、Ryzen 7 4800Uには及びません。

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ノートパソコンのストレステストとして、Cinebench R20を20回ループ実行しました。マルチコアテストは難易度が高く、8コアを搭載したLenovo Yoga Slim 7は、2,700台後半のスコアと平均CPU速度2.5GHzで楽々とトップに立ちました。

15W出力時、リファレンスシステムの平均スコアは1,553.7、平均クロック速度は2.5GHzでした。28W出力では、クロックが3.3GHzに上昇し、スコアは2,090.1にまで上昇しました。28W出力でのダイナミックチューニングでは、平均スコア2,159、平均速度は3.5GHzでした。

センサーによれば、Core i7-1185G7 は時々スロットルしたようですが、それがチップによるものか、未完成のドライバーやソフトウェアの認識によるものか、あるいはリファレンス プラットフォームの冷却によるものかは分かりません。

ゲームとグラフィックパフォーマンス

Tiger Lakeでは、IntelのXe LPグラフィックス(IntelはIris Plus Xeと呼んでいます)が初めて搭載されます。ついにウルトラブックで1080pのゲームがプレイできるようになるのでしょうか? まあ、可能性はありますね。

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ゲームを始める前に、統合グラフィックを搭載したシステム向けの UL の DirectX12 ベンチマークである 3DMark Night Raid から始めました。

15Wでは、i7-1185G7は13,801というスコアを記録しましたが、Ryzen 7 4800Uを搭載したYoga Slim 7(14,053)にはわずかに届きませんでした。しかし、28Wでは、最上位のTiger Lakeが17,797というスコアでトップに立ちました。いずれにせよ、7,446というスコアを記録した第10世代Ice Lakeをはるかに上回るスコアでした。

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SMAAアンチエイリアシングを有効にした最低プリセットの「Tomb Raider」を1920 x 1080でプレイしました。15Wでは、Intel Reference Systemの平均フレームレートは30fpsでした。時折30fpsを下回ったため、プレイ可能なレベルではありませんでした。しかし、28Wでは42fpsに達し、はるかに安定しています。Ryzen 7 4800UのRadeonグラフィックスは33fpsに達しました。

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Borderlands 3でも同様のパターンが見られました。このゲームのベンチマークをDX12の低プリセットで実行したところ、15Wのリファレンスプラットフォームは25.4fpsに留まりました。28Wでは32fpsに近づき、Ryzen 7 4800U(30.4fps)をわずか1フレーム強上回りました。

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発売から年数が経っていることと、他の多くのベンチマークよりもCPUへの依存度が高いという点から、Grand Theft Auto Vベンチマークは、通常設定ではテストスイート全体を通して非常に良好なパフォーマンスを示しました。Core i7-1185G7とRyzen 7 4800Uの両方で、平均60fps以上を記録しました。15WではIntelシステムでかろうじて60.8fpsを達成しましたが、28Wでは平均70fps台後半を記録しました。

Ice Lake でも平均 40.6 fps でゲームを実行できました。

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Far Cry New Dawnはなかなかの難題でした。Yoga Slim 7もリファレンスシステムも、15Wで動作させた場合、低設定では30fpsをクリアできませんでした。しかし、28WではTiger Lakeチップが閾値を超えました。

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楽しみのために、『レッド・デッド・リデンプション2』をプレイしてみました。普段は、ゲーミングPCとノートパソコンのベンチマークテストでは中程度の設定でプレイしています。しかし今回は、「パフォーマンス優先」プリセットで最低設定でプレイしました。

15Wでは、Core i7-1185G7は20.2fpsしか出せず、Yoga Slim 7(21.2fps)やStealth(12.5fps)も同様でした。一方、28Wでは、Intel Reference Platformは30fpsをわずかに上回る平均30.4fpsを記録しました。

つまり、忠実度を大幅に妥協できるなら、Iris Xeグラフィックス搭載のノートパソコンで多くのゲームを1080pでプレイできるということです。最高のゲーミングノートパソコンとは言えず、負荷の高いゲームでは依然として問題になるかもしれませんが、28W構成で使用できる限り、Intelはこの分野で大きな進歩を遂げています。

プラグインとアンプラグインのパフォーマンス

Tiger Lake の発表時に Intel が約束したことの 1 つは、このチップが、ラップトップが電源に接続されていないときでも、充電器に接続されているときとほぼ同じくらい強力に動作するということだった。

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Geekbench 5.2では、謳い文句はほぼ妥当なものに見えました。スコアは完全に一致せず、特に15Wでのシングルコア性能では顕著でしたが、Tiger Lakeは28Wでより近い結果となりました。AMD Ryzen 7 4800Uは電源オフ時のパワーがはるかに低く、Ice Lake Core i7も期待に応えられませんでした。

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Handbrakeでは、わずかにパフォーマンスが低下しましたが、例外が1つありました。Dynamic Tuningを搭載したi7-1185G6は、電源プラグを抜いた状態では実際にはわずかに高速でした。Geekbenchでは低調な結果でしたが、Ryzen 7 4800UはHandbrakeでは電源プラグを抜いた状態で良好なパフォーマンスを示しました。

メモリスループット/レイテンシ

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(画像提供:Tom's Hardware)

Intelは、チップの基盤となるマイクロアーキテクチャにいくつかの改良を加えました。その中には、メモリサブシステムをLPDDR4-3733からLPDDR4x-4266に移行することで強化するなどが含まれます。これは、従来のコンピューティング処理だけでなく、グラフィックスにも影響を与えます。

ここで、LPDDR4x-4266へのステップアップの影響が見て取れます。全コアからメモリに同時アクセスした場合、スループットはIce Lakeの43GB/秒から約57GB/秒に向上し、32%の向上が見られます。これは、Ryzen 7 4800Uのマルチコア帯域幅のほぼ2倍の速度です。Tiger Lakeの帯域幅の倍増は、オンチップネットワークがXe LPグラフィックエンジンに電力を供給する能力にも好影響を与えており、ゲーム結果の大幅な向上を説明するのに役立ちます。シングルコア処理では、Ice Lakeの26.5GB/秒から約29GB/秒に帯域幅が向上しています。

SiSoftwareのSandraは、3つの異なるアクセスパターンでキャッシュとメモリのレイテンシを測定するために使用され、単一のテストよりも詳細なデータを提供します。シーケンシャルアクセスパターンは、プリフェッチャーのパフォーマンスを測定するのに適しています。ページ内ランダムテストは、同一メモリページ内のランダムアクセスを測定し、ベストケースのランダムパフォーマンスを表します。フルランダムテストは、TLBヒットとミスが混在し、ミスの可能性が非常に高いため、ワーストケースのレイテンシを定量化します。

レイテンシ測定では、Intel のメモリとファブリックの改善の成果が表れており、ページ内ランダム アクセスが約 10% 削減され、完全なランダム レイテンシが 17% 改善され、シーケンシャル アクセス レイテンシが約 15% 改善されました。

より堅牢なキャッシュと高速なメモリへの移行に伴い、オンチップファブリックもそれに合わせて進化していくのは当然のことです。Intelはまた、リングバスアーキテクチャをデュアルリングバスへと刷新しました。これは、実質的に2つの双方向リングバスが互いにラップされた構造です。これにより、キャッシュ、コア、グラフィックスエンジンなどのチップ要素間のデータ転送速度が向上し、チップ要素に高いメモリスループットを提供できるだけでなく、競合も軽減されます。

Intelは、Tiger Lakeのファブリックとメモリサブシステムをプロセッシングコアから独立してダウンクロックし、電力を節約する機能を追加しました。 この手法は、一部の種類のワークロードでトレードオフが生じる可能性があり、マルチスレッドプロセッサ帯域幅テストでその兆候が見られます。 このテストは、特にリングバス帯域幅に焦点を当てており、Tiger Lakeチップがパフォーマンスを向上させるように設計されたダイナミックモードで実行されると、改善が見られます。 これは、このテスト中にチップが電力を節約するためにリングバスをスロットリングバックしていないことを意味します。 また、15W構成でも、Tiger Lakeのデュアルリングバスは4800UのInfinity Fabricよりもわずかに高いスループットを提供し、動的チューニングにより28Wで30%高いスループットを実現していることもわかります。 Tiger LakeのファブリックはRyzenよりもレイテンシが低いですが、意外にもIce Lakeチップよりわずかに遅れをとっています。

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暗号化や暗号化/復号化についてあまり意識することはないかもしれませんが、ノートパソコンはウェブ閲覧中にこの種の作業をバックグラウンドで実行し、安全性を確保し、(願わくば)クレジットカード情報が盗まれないようにしています。この種の作業では、高密度に詰め込まれた AVX-512 命令も活用できます。これは、Tiger Lake で Intel が重点的に取り組んでいる領域の 1 つを強調しています。ここでは、シングルスレッドの結果が一般ユーザーに最も関係する可能性があります。なぜなら、全コア暗号化ワークロードを頻繁に実行する可能性は低いからです。Tiger Lake はこれらのテストで優れており、Ice Lake に対して確固たる優位性を示し、Ryzen 7 4800U に対してはさらに大きな優位性を示しています。Ryzen に対する Intel のゲインは、SHA2-512 ハッシュ ワークロードで最も顕著で、2 倍以上のゲインを記録しています。ワークロードをすべてのコアに分散させることで、Ryzen はコア数/スレッド数が 2 倍になるという利点が得られますが、それでもそれほど順位は上がりません。とはいえ、このタイプのワークロードのみに基づいて購入を決定するべきではありませんが、これは AVX-512 の隠れたパワーを示しています。ソフトウェア エコシステムがこれをより広く採用してくれると良いでしょう。

プロセッサのマルチメディアテストは、マンデルブロフラクタル生成中のプロセッサパフォーマンスを測定しますが、様々なSIMD命令を使用します。Tiger Lakeはシングルスレッドパフォーマンスで大きな勝利を収めましたが、Ryzenシステムが2倍のコア数を活用するため、マルチコア処理では劣勢に立たされました。 

プロセッサ画像処理テストでも、パフォーマンス向上のためにAVX命令が使用されており、整数演算と浮動小数点演算の両方のシングルスレッドテストにおいて、Tiger Lakeの優位性が明確に示されています。コアあたりのパフォーマンスが高いため、ワークロードをより多くのコアに分散させると、Ryzenシステムよりも高い総合パフォーマンスが得られます。そのため、Tiger LakeプラットフォームはRyzenの半分のコア数(特に浮動小数点演算)でRyzenを上回ります。

人工知能/機械学習

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(画像提供:Tom's Haardware)

ここでは、推論とトレーニングの両方において、再帰型ニューラル ネットワークと畳み込みニューラル ネットワーク (RNN/CNN) における Tiger Lake のパフォーマンスを比較します。

これらのRNN/CNNニューラルネットワークは、それぞれ画像処理と分類に使用され、この2つの推論テストは一般的なデスクトップPCでの使用に最も影響が大きいです。Intelは、パフォーマンスを向上させるためにAIを使用するプログラムの数と種類が今後数年間で増加することを期待しており、ここにその理由が示されています。IntelのTiger Lakeは、マルチスレッド推論テストでRyzenシステムよりも高いパフォーマンスを提供し、この場合もコア数は半分です。これは、将来の8コアモデルにとって良い兆候です。ただし、現在AIアクセラレーションをサポートしているアプリケーションはごくわずかであるため、AIアクセラレーションアプリケーションを頻繁に使用しない限り、購入の決定を新しいテクノロジに基づいて行うべきではありません。ただし、AIアクセラレーションのサポートが急速に拡大していることは言うまでもありません。

印象

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(画像提供:Tom's Hardware)

Tiger LakeがOEMノートパソコンでどのようなパフォーマンスを発揮するか、全体像を把握するのは困難です。プレビュー版にはいくつかの条件が付いており、テスト範囲が制限されていました。また、実際に購入できる最終設計はまだ見ていません。

しかし、今後の見通しは見えています。Tiger Lakeの10nm SuperFinテクノロジーは、15Wの消費電力でAMDの最上位モデルRyzen 7 4800Uと競合し、28WでDynamic Tuningを搭載すれば、少なくともシングルコアのワークロードにおいてはさらに優位に立つようです。マルチコアのワークロードでは、コア数とスレッド数が2倍のAMDが依然として最上位モデルで優位に立っています。

i7-1185 G7により、IntelはComet Lake-Uにおいてブースト速度においてついに14nmプロセスノードに追いつきましたが、28W設定時のみでした。OEM各社がチップのパフォーマンスを最大限に引き出すためにどのように構成するのか、そしてそれがバッテリー駆動時間にどのような影響を与えるのか、特にIntelがバッテリー駆動時のパフォーマンスを電源接続時と同等と約束しているのであれば、興味深いところです。

AVX-512 も引き続きサポートされているため、命令を活用するようにコーディングされたプログラムのパフォーマンスが向上するはずです。

しかし、大きな追加要素はIris Xeグラフィックスです。リファレンスシステムでは、ほとんどのテストで低設定で1080p 30fpsを実現しました。ノートパソコンメーカーがシステムを廃止したらどうなるかは分かりませんが、それでも、忠実度を犠牲にすれば、超薄型ノートパソコンで短時間のゲームセッションを無理なくこなせるレベルに近づいています。

ただし、モバイル チップは常にラップトップの一部として提供されるため、最終的な判断を知りたい場合は、最初の Tiger Lake システムが今秋に当社のラボに到着するまで待つ必要があります。

アンドリュー・E・フリードマンは、Tom's Hardwareのシニアエディターで、ノートパソコン、デスクトップパソコン、ゲーム機を専門としています。最新ニュースにも精通しており、ゲームとテクノロジーをこよなく愛する彼は、Tom's Guide、Laptop Mag、Kotaku、PCMag、Complexなど、数々のメディアに記事を掲載してきました。Threads(@FreedmanAE)とBlueSky(@andrewfreedman.net)でフォローしてください。Signal(andrewfreedman.01)で彼にヒントを送ることもできます。