AMD、Ryzenモバイルプロセッサを発表

AMDは、Ryzen Mobileプロセッサ（旧称Raven Ridge）が、ホリデーシーズンに向けて主要OEMメーカーのノートPCに搭載されると発表しました。このプロセッサは、ZenコンピューティングコアとRadeon「Vega」グラフィックコアを組み合わせたSoC（System on a Chip）設計を採用しています。

AMDのZenマイクロアーキテクチャは、デスクトップPC業界に真に革新的な影響を与えました。基盤となるZen設計とInfinity Fabricインターコネクトの組み合わせは、AMDがIntelとの競争に再び参入するのに十分なパフォーマンスを提供しました。今年だけでも、AMDはほぼすべての価格帯のニッチを満たすZenベースのRyzenデスクトップ製品を次々とリリースしました。そして今、AMDはモバイル市場に挑戦する時が来ました。

しかし、AMDはライバルのIntelに対して重要な優位性を持っています。x86プロセッサとGPUの両方を製造している唯一の企業です。同社は今年初めに新しいRadeon RX Vegaグラフィックカードを発表し、現在、Infinity FabricによってグラフィックコアとZenマイクロアーキテクチャを統合しています。

AMD によれば、この組み合わせにより、Intel の新しい Kaby Lake Refresh モバイルプロセッサに比べて、マルチスレッド CPU パフォーマンスが 44%、グラフィックスパフォーマンスが 161% という爆発的なパフォーマンス向上が実現します。

Ryzenモバイルダイ

Ryzenモバイルプロセッサは2つのSKUで発売されます。末尾に「U」が付いているのは、Ryzen 7 2700Uと2500Uが超軽量PC向けであることを示していますが、今後1年以内には、異なるデバイス向けに最適化されたプロセッサも市場に投入される予定です。AMDは、小売店で購入できるZen+Vega PIB（Product In Box）APUの発売時期についてはまだ発表していません。

どちらの Ryzen APU も 4 つのコアと 8 つのスレッドを備えていますが、以前の Ryzen モデルとは大きく異なり、単一の Core Complex (CCX) のみを備えています。

Ryzenデスクトッププロセッサで現在採用されているデュアルCCX設計からシングルCCX設計への移行は重要なステップです。この設計により、Ryzenモバイルプロセッサはモバイル製品のサイズ、消費電力、そして熱制約内に収めることができます。上のダイ写真の左側に4コアのCCXが配置されています。Vegaグラフィックコアはダイの右側に配置されています。

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速度と送り

15WのRyzenモバイルプロセッサはどちらも、4MBのL3キャッシュを備えた4つのZenコアと8つのスレッドを備えています。設計には、Ryzenデスクトップモデルと同じ14nm Global Foundries FinFETプロセスが採用されています。これらのプロセッサは、最大DDR4-2400をサポートするデュアルチャネルメモリコントローラを搭載していますが、一部のOEM設計ではメモリチャネルが1つしか搭載されていないことに注意してください。これにより、グラフィックス性能が大幅に低下する可能性があります。

Ryzen 7 2700Uは、ベース周波数2.2GHz、Precision Boost周波数3.8GHzの高性能モデルです。やや低スペックのRyzen 5 2500Uモデルは、ベース周波数2.0GHz、ブースト周波数3.6GHzです。

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行0 - セル0	AMD ライゼン 7 2700U	インテル Core i7-8550U	AMD ライゼン 5 2500U
コア/スレッド	4/8	4/8	4/8
TDP	12～25W、公称15W	10～25W、公称15W	12～25W、公称15W
ベース周波数（GHz）	2.2	1.8	2.0
ブースト周波数（GHz）	3.8	1コア: 4.0、2コア: 4.0、4コア: 3.7	3.6
グラフィック	10 個の Radeon Vega CU	UHDグラフィックス620	8 基の Radeon Vega CU
グラフィックベース/ブースト	最大1,300MHz	300MHz / 1.15GHz	最大1,100MHz
L3キャッシュ	4MB	8MB	4MB
メモリコントローラ	デュアルチャネル	デュアルチャネル	デュアルチャネル
メモリ速度サポート	DDR4-2400	DDR4-2400 / LPDDR3-2133	DDR4-2400
プロセス	14nm GloFo FinFET	14nm++	14nm GloFo FinFET
CPUアーキテクチャ	禅	ケイビー湖リフレッシュ	禅

Ryzen 7 2700Uは10基のRadeon Vega CU（コンピュートユニット）を搭載し、2500Uは8基に縮小されています。より強力な2700Uは最大グラフィックスブースト周波数が1,300MHzと高く、2500Uは1,100MHzです。

AMDは新モデルの価格を発表していませんが、AMDのパフォーマンス比較に基づくと、Kaby Lake Refresh Core i7-8500Uと競合することがわかります。Ryzen Mobileプロセッサと同様に、Intelの15Wプロセッサは4コア8スレッドを備えていますが、ベース周波数は大幅に低くなっています。しかし、-8550Uはより高いマルチコアターボ周波数でそれを補っています。AMDはまた、Zenベースのプロセッサとしては初となる、より洗練されたマルチコアブースト実装に移行しました。これについては後ほど詳しく説明します。

設定可能なTDPに関する注意点

Ryzenモデルと同様に、Intel i7-8500Uは固定のTDPではなく、設定可能なTDP範囲を備えています。これにより、OEMはモバイル製品を、バッテリー駆動時間を延ばすためにTDPを低く設定（cTDPダウン）したり、バッテリー駆動時間を犠牲にしてパフォーマンスを向上させたTDPを高く設定（cTDPアップ）したりすることができます。

AMDとIntelのTDP設定により、ベンダーは放熱要件を緩和することで、より薄型・軽量なデバイスに強力なプロセッサを搭載することが可能になりました。しかしながら、この固定設定はパフォーマンスを大幅に低下させ、OEMメーカーはTDP設定を開示する義務がありません。多くのOEMメーカーは、この設定を大々的に宣伝することなく行っています。エンドユーザーは、この静的に割り当てられたTDP値を調整することはできません。

Intelのプロセッサは、ダイナミックTDPもサポートしています。これにより、デバイスの向きや内部および外部の温度センサーなどのセンサーからのフィードバックに基づいて、デバイスがcTDPをオンザフライで調整できます。ダイナミックcTDP調整により、晴れた日の屋外や長時間の高負荷作業の後など、デバイスが高温になっているときにスロットリングを行い、チップを安全な熱エンベロープ内に維持することができます。

AMDはDynamic TDP機能をサポートしているかどうかについて言及していません。IntelのTDP設定は、以下のAMDのパフォーマンス測定に影響を与える可能性があります。例えば、IntelのcTDPはプロセッサのクロック周波数を800MHzにダウンシフトしますが、当然ながらパフォーマンスは大幅に低下します。

AMDのパフォーマンス比較

AMDは、多くのパフォーマンス比較において、Core i7-8500Uプロセッサを搭載したAcer Spin 5を使用しました。Spin 5は薄型のコンバーチブル型で、放熱のための厚みがほとんどないため、Acerはフォームファクタに合わせて10Wという低い設定値を設定することもできたはずです。Acerに確認を求めましたが、まだ回答はありません。また、TDPの動的設定では、長時間の高負荷テスト中にプロセッサの消費電力が15Wのしきい値を下回る可能性がありました。

AMDはRyzenプロセッサを15W TDP設定でテストしたことを確認していますが、Cinebenchテストのテストノートによると、AMDはRyzen 7 2700Uをリファレンスマザーボードでテストしたようです。テストノートは記事の最後に掲載しています。

いずれの場合も、4コア/8チップ構成のRyzen 7 2700Uは、マルチスレッドテストにおいて、第8世代Core i7（4コア/8チップ構成）と比較して36%も高いパフォーマンスを発揮しました。Ryzenのマルチスレッドテストにおける優位性は、Intelの第7世代Core i5-7500U（2コア/4チップ構成）に対してさらに顕著です。CinebenchシングルスレッドテストではCore i7-8500Uが勝利しましたが、これはKaby Lakeアーキテクチャの特性を考えると予想通りの結果です。

3DMark TimespyテストはAMDが圧倒的に有利で、Ryzen 7 2700UはGeForce 950Mを搭載したCore i7-7500Uをも上回りました。AMDは、Vegaグラフィックスを統合したAMDリファレンスプラットフォームでRyzen 7 2700Uをテストしました。Time Spyのスコアリングの一部はCPU物理テストに充てられているため、CPUパフォーマンスが大きな役割を果たしていることは注目に値します。

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参考までに、AMDは15WのAMD Ryzen 7 2700Uが、91Wのデスクトップ向けCore i5-7600Kよりも高いマルチスレッドCinebenchスコアを示したテスト結果も公開しました。Ryzenの結果は、AMDリファレンスプラットフォーム上でCore i5-7600KとMSIマザーボードを組み合わせた状態で取得されました。これは驚異的な結果です。AMDのプロセッサは8スレッドを搭載しているのに対し、Intelのi5-7600Kは4スレッドしか搭載しておらず、これがパフォーマンスの優位性に貢献しています。

AMDの社内テストデータから作成されたスパイダーチャートによると、Ryzen 7 2700Uは6つのカテゴリーのうち5つでIntelのCore i7-8550Uを上回っています。AMDは、I/OパフォーマンスがIntelの唯一の勝利カテゴリーであるとしています。AMDは、Acer Spin 5に搭載されたCore i5-7500Uと、同社のリファレンスプラットフォームに搭載されたRyzen 7 2700Uを使用して、これらの結果を生成しました。

AMDは、幅広い一般的なアプリケーションにおいてIntelを上回る確かなパフォーマンス向上を示す、生産性テストの結果も公開しました。また、旧型のFX-9800Pプロセッサと比較したアプリケーション起動速度のテスト結果も公開しました。最後に、HP ENVY X360に搭載したRyzen 7 2700Uの平均FPS測定値を示します。ベンチマークは、League of Legends、DOTA 2、CS:GOの1920x1080解像度でのゲームプレイです。さらに、OverwatchとQuake Championsを1280x720解像度でテストしました。これらのタイトルはいずれも特にグラフィックスを多用するタイトルではありませんが、15Wの消費電力でプレイ可能なフレームレートを実現していることは喜ばしいことです。

Precision Boost 2とモバイル拡張周波数範囲（mXFR）

AMDのSenseMIスイートは、Ryzenプロセッサがパフォーマンスと消費電力のパラメータをリアルタイムで調整することを可能にする5つのテクノロジーで構成されています。AMDはこのスイートを改良し、パフォーマンスを向上させる機能を組み込みました。デスクトップ向けのAMD XFRと同様に、新しいMobile eXtended Frequency Range（mXFR）機能により、プロセッサは利用可能な熱的余裕に基づいて、標準周波数およびPrecision Boost周波数よりも高いクロックレートを動的に調整できます。

mXFRブーストには、高級ノートパソコンに搭載されているような堅牢な冷却ソリューションが必要です。「Ultimate XFR Performance」認定を受けた一部のハイエンドノートパソコンは、マルチスレッドワークロードにおいて最大23%のパフォーマンス向上を実現します。

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Ryzenデスクトップモデルで初めて導入されたAMDのPrecision Boost機能は、IntelのTurbo Boostに似ています。ただし、AMDの主流デスクトッププロセッサでは、デュアルコアと全コアのブースト周波数しか提供されていませんでした。

AMDの新しいPrecision Boost 2アルゴリズムには、アクティブスレッド数に応じて動作する、より洗練されたブースト周波数セットが含まれています。この機能は現在、アクティブスレッド数を1から8まで調整可能ですが、AMDはマルチコアターボ周波数の完全なリストを提供していません。

AMDはまた、将来のデスクトッププロセッサにPrecision Boost 2を導入すると述べたが、具体的な時期については明らかにしなかった。

パワー強化

モバイルアプリケーション向けの製品では、消費電力が重要な要素となります。AMDのInfinity Fabricは、ZenコアとVegaコアを連携させ、きめ細かなテレメトリデータのための通信バックボーンを提供します。これにより、プロセッサは温度、電流、電圧の変化に迅速に対応できます。

Ryzen Mobileプロセッサは、CPUやグラフィックコアなど、複数の要素をレイヤーごとに独立してシャットダウンすることで電力を節約できます。パワーゲーティング領域はチップ全体に広がっています。SoCは内部と外部（マザーボード上）の両方の電圧レギュレータを搭載しており、これらは相互に通信しながらも独立して動作するため、不要なレギュレータをプロセッサが停止させることができます。これにより、プロセッサは低消費電力状態に切り替わります。

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IntelのKaby LakeプロセッサとAMDのBristol Ridgeプロセッサは、CPU専用とGPU専用の2つの電源レールを備えています。Ryzen Mobileプロセッサは、両方の領域に単一のレールを使用し、電力共有を可能にしています。これにより、SoCは負荷の高い領域により多くの電流を供給でき、パフォーマンスが向上します。

「コアごとの周波数と電圧」スライドでは、AMDが各CPUコアのクロック速度を個別に制御できる能力について概説しています。これは、CCXレベル（4コアのグループ）でしか周波数を制御できないデスクトッププロセッサよりも高度な機能です。

チップの一部をシャットダウンするパワーゲーティングには、ゲートからの復帰時間（ゲート終了時間）の高速化が求められます。簡単に言えば、コアをスリープ状態にした場合、必要に応じてすぐに動作を再開することが求められます。AMDは、前世代のFX-9800Pと比較してゲート終了時間が短縮されたことを示すパフォーマンスデータを提供しました。AMDは、ユーザーエクスペリエンスに大きな影響を与えることなくパワーゲーティングを可能にするために、この高速化を実現しました。

AMD は、総合的な改良により、前世代の FX-9800P と比較してバッテリー寿命が 2 倍向上したと主張しています。

考え

Ryzen Mobileプロセッサの登場は、AMDにとって新たな大きな前進を意味します。同社は現在、デスクトップPC市場よりも出荷台数が多いモバイル市場において、1桁台の市場シェアしかありません。これは大きな成長機会を示しています。AMDのRyzen Mobileプロセッサが期待通りの性能を発揮すれば、同社は確実に前進するでしょう。

デスクトップ向けでは、AMDのRyzenプロセッサが大きな成功を収めていますが、統合グラフィックスの不足が市場獲得の妨げとなっています。現時点では、RyzenプロセッサはディスクリートGPU搭載システムに限定されており、これはデスクトップ市場の約30%に過ぎません。ZenとVegaの組み合わせの登場は今のところノートPC向けのみですが、近い将来デスクトップPCにもAPUが登場することを予感させます。これにより、AMDは特にローエンド市場において、より幅広い訴求力を持つ製品となるでしょう。