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Intel、AMD GPUを1パッケージに統合した新CPUを正式発表

～Core i7-7700HQ+GeForce GTX 1060を上回る性能を実現

笠原一輝

2018年1月8日 11:01

Intel KBL-Gこと8th Gen Core Processors with RADEON RX Vega M Graphics

　米Intelは7日(現地時間)、「KBL-G」(Kaby Lake-G)の開発コードネームで開発を続けてきた、AMD GPUをパッケージ上で統合したCPUを「8th Gen Core Processors with RADEON RX Vega M Graphics」(以下、KBL-G)として、第8世代Coreプロセッサの新製品に追加した。

　Core i7-8809G、Core i7-8709G、Core i7-8706G、Core i7-8705G、Core i5-8305Gという5つのSKUから構成されている新製品は、AMDの最新GPU「RADEON RX Vega M Graphics」と4GBのHBM2メモリが、Intelの開発したパッケージング技術「EMIB」により、CPUと同じパッケージに搭載されていることが特徴となる。

　より効率良い熱設計が可能で、CPUとGPUを別々に搭載する場合に比べて実装面積を小さくすることができるメリットがある。

CPU、GPU、HBM2の3つのチップを1つのパッケージに統合

8th Gen Core Processors with RADEON RX Vega M Graphicsの概要

8th Gen Core Processors with RADEON RX Vega M Graphicsの技術的な詳細

　KBL-Gの最大の特徴は、その実装技術にある。Intel CPU、AMD GPU、そしてビデオメモリという3つのチップが、CPUパッケージのインターポーザ(メインの基板とチップの中継する役割を果たす基板)上に実装されていることにある。

従来は3つ以上のチップだったCPU、GPU、ビデオメモリを1つのCPUパッケージに封じ込めた

　KBL-Gには、HシリーズのKaby Lakeプロセッサ、Radeon RX Vega M Graphicsのカスタム版、4GBのHBM2メモリがビデオメモリとして搭載されている。CPU-GPU間は、PCI Express Gen3のx8で接続されており、IntelのEMIB(EMIBについては後藤氏の記事[超広帯域メモリの採用を可能にするIntelの新パッケージング技術「EMIB」]が詳しいのでそちらをご参照頂きたい)パッケージング技術を利用して3つのチップが1つのインターポーザ上に統合されている。これにより、3つのチップを別々にメイン基板に実装する場合に比べて1,900平方mmの実装面積の節約になるという。KBL-Gに内蔵されているCPUはいずれもCore Hシリーズ相当となるため、PCH(チップセット)については別途マザーボード上に搭載する必要がある。

　KBL-G ではIntelがDynamic Tuingと呼んでいるCPUとdGPU、HBM2という3つのチップが発生する熱を動的にコントロールする仕組みが導入されている。これは、ソフトウェアがCPU、GPUの動作状態を管理し、CPU、GPU、HBMトータルでの電力、それに伴う発熱をお互いに調整しながらパッケージ全体でコントロールしていく。

　従来のCPUとdGPUが別のパッケージに搭載されているシステムでは、CPUとGPUのTDPをそれぞれ管理しなければならないため、システム設計上の効率はよくなかった。これに対してKBL-Gではパッケージ全体で1つのTDPとして設計することが可能であるため、より効率の良い熱設計が可能になる。

Intel Dynamic Tuning

　このため、CPUとGPUを別々にマザーボード上に搭載した場合に比べて、同じTDP(CPU＋GPU)であっても効率が改善されるため、同じ熱設計枠であれば、より高い性能を実現することが可能に、逆に同じ性能ではより小さな筐体に搭載可能になる。

　TDPは上位GPUを搭載しているSKUが100W、下位GPUを搭載しているSKUが65Wになる。

CPUとGPUを別々にマザーボード上に搭載した場合に比べて効率が向上している

CPU、GPUのスペック違いにより5つのSKUが用意

　KBL-Gには、以下のような5つのSKUが用意されている。

【表】KBL-GのSKU構成(Intel社の資料より筆者が再構成して作成)
	i7-8809G	i7-8709G	i7-8706G	i7-8705G	i5-8305G
CPU
世代	Kaby Lake
コア/スレッド	4/8
ベース周波数	3.1GHz				2.8GHz
最大周波数	4.2GHz	4.1GHz			3.8GHz
L3キャッシュ	8MB				6MB
メモリ	DDR4-2400(デュアルチャネル)
Turbo Boost	○
vPro	-		○	-
TSX	-		○	-
SGX	○
iGPU
世代	Gen9
周波数(ベース/最大)	630MHz/1,100MHz
QSV	○
dGPU
コア	Radeon RX Vega M GH Graphics		Radeon RX Vega M GL Graphics
コンピュートユニット	24		20
ストリームプロセッサ	1,536		1,280
周波数(ベース/最大)	1,063MHz/1,190MHz		931MHz/1,011MHz
メモリ帯域	204.8GB/s		179.2GB/s
ピーク単精度性能	3.7TFLOPS		2.6TFLOPS
テクスチャユニット	96		80
ROP	64pix/クロック		32pix/クロック
ビデオメモリ	4GB HBM2
メモリバス幅	1,024bit
メモリデータレート	1.6Gbps		1.4Gbps
オーバークロック機能
プロセッサ/iGPU/システムメモリ	○				-
dGPU/HBM	○	-
パッケージ	BGA
TDP(パッケージ全体)	100W		65W

　CPUはKaby LakeのCore Hシリーズ(45W)相当のCPUが搭載されており、4コア/8スレッドとなる。Core i7モデルは、ベースクロックが3.1GHzで、Turbo Boost時の最大周波数に違いがあり、最上位の8809Gだけ4.2GHzとなる。Core i5はベースクロックが2.8GHz、Turbo Boost時の最大周波数が3.8GHzとなっている。

　CPUに内蔵されているiGPUは、IntelがGen9(第9世代)と呼んでいるKaby Lake内蔵のものと共通で、ベース/最大周波数は630MHz/,1100MHzとなっている。QSV(Quick Sync Video)にも対応。ノートPCなどでは、バッテリ駆動時にはRadeonを使わずiGPUだけで使う設計も可能だ。

iGPUとdGPUそれぞれの技術的詳細

　搭載されているdGPU(厳密に言えば、KBL-GではこちらもiGPUになるが、慣例に従ってdGPUと呼ぶ)は、AMDが2017年7月末に発表した「Radeon RX Vega」(開発コードネームVega 10)の流れをくむVega世代のカスタムGPUとなっている。

　演算ユニットとしては最大24CU(Compute Unit)、8つのジオメトリエンジンを搭載しており、コンピュートユニット(CU)の数はSKUにより異なっている。CUが24基のものはRadeon RX Vega M GH Graphics、CUが20基のものはRadeon RX Vega M GM Graphicsというブランド名で呼ばれる。

　Radeonの特徴でもあるメディアエンジンも内蔵しており、4K/60フレームビデオのエンコード/デコードができるRadeon ReLive、HEVC/H.264 HDRのハードウェアエンコード/デコーダエンジンなどが内蔵されている。

　ディスプレイエンジンはRadeon側に6つ(DisplayPort 1.4/HDMI 2.0b対応)、Intel側に3つ用意されており、合わせて最大9つのディスプレイ出力が可能になる。ただし、それらすべてが利用できるかどうかはマザーボード側の設計に依存する。

最上位製品はGeForce GTX 1060を上回る3Dゲーム性能を発揮

　IntelはKBL-Gの性能に関して4種類のベンチマークデータを公開した。それぞれ以下の通りだ。具体的には65WのSKUと3年前のシステムおよびGeForce GTX 1050搭載システムとの比較、そして100WのSKUと3年前のシステムおよびGeForce GTX 1060(Max-Q対応)の4つになる。

Core i7-8705GとCore i7-4720HQ＋NVIDIA GeForce GTX 950Mとの比較

　TDP 65WのCore i7-8705Gと、3年前のゲーミングノートPCのスペックとなるCore i7-4720HQ＋NVIDIA GeForce GTX 950Mの比較では、SYSMark2014SE、3DMark、Adobe Premiere Proでの比較データなどが用意されている。コンテンツ作成時全体で、3年前のCore i7-4720HQ＋NVIDIA GeForce GTX 950Mに比較して42%高性能とされている。

Core i7-8705G とCore i7-8850U＋NVIDIA GeForce GTX 1050との比較

　Core i7-8705Gと現行のローエンドゲーミングノートPCのスペックであるCore i7-8850U＋NVIDIA GeForce GTX 1050との比較では、3DMarkや3Dゲームなどのベンチマークが行なわれている。最大でCore i7-8850U＋NVIDIA GeForce GTX 1050に比べて1.4倍の性能を発揮できるとされている

Core i7-8809GとCore i7-4720HQ＋NVIDIA GeForce GTX 960Mとの比較

　最上位SKUとなるCore i7-8809Gと、3年前のゲーミングPCのハイエンドスペック(Core i7-4720HQ＋NVIDIA GeForce GTX 960M)との比較では、SYSMark 2014 SEなど、3Dゲームの結果が公開されている。多くのテストで2倍を超える結果になっており、とくに3Dゲームのフレームレートが高い。

Core i7-8809GとCore i7-7700HQ＋NVIDIA GeForce GTX 1060(Max-Qデザイン)との比較

　また、Core i7-8809Gと、NVIDIAのGeForce GTX 1060 Max-Qデザインを採用しているCore i7-7700HQとの組み合わせという現時点でのミドルレンジのゲーミングPCスペックとの比較では、3Dゲームでの比較で1.13倍という結果が公開されている。つまり、Core i7-8809GがGeForce GTX 1060をやや上回る性能を実現している。

　IntelはKBL-Gを搭載した製品として、NUCハイエンド製品であるSkull CanyonことNUC6i7KYKの後継製品としてNUC8i7HVKとNUC8i7HNKを発表している。また、現時点では未発表だが、近い将来にDellおよびHPからも搭載製品が発表される予定であることも明らかにされている。両社とも例年新製品をCESで発表するのが通例であるので、CESで発表される可能性もあるだろう。