Monkung Factory for ThinkPad

　「第３世代Core i3/3110M」を搭載したT430(2342-6JJ)のCPU換装に取り組んだ。今回、換装してみたCPUは、「第２世代Core i7/2670QM」と「第３世代Core i5/3210M」。
　「第３世代Core i3/3110M」を「第２世代Core i7/2670QM」に換装するのは、ちょっと時代を戻すので、パワーダウンのような気もするが…。


※T430(2342-6JJ)オリジナルは「Core i3/3110M」。これをパワーアップしたいが…。


※実装されている「第３世代Core i3/3110M」と「第２世代Core i7/2670QM」（上）


　下の記事を見る限り、第３世代(Ivy Bridge)は第２世代(Sandy Bridge)と比べて、製造プロセスが22nmとより微細化したことと、内臓グラフィックが強化されたことぐらいしか変更点はないので、あまりパワーダウン効果はないように思えるのだが…。


※Crystal Markのベンチ結果。左が「i7/2670QM」、右が「i5/3210M」の結果。




　動作周波数の違い・コアの違いなどから、第２世代のCore i7の方が、第３世代のCore i5よりよい成績を修める結果となった。ただ、第３世代Coreの方がopenGLの結果がよかったことは、グラフィックコア改善の成果なのかもしれない。


■22nmプロセスのIvy BridgeはSandy Bridgeと何が違うのか？
https://ascii.jp/elem/000/000/688/688949/

　Intelは4月24日に、第3世代Coreプロセッサー・ファミリーとなる新CPU群を発表した（関連記事）。これらのCPUは開発コードネーム“Ivy Bridge”と呼ばれていたものであり、現行CPUである“Sandy Bridge”シリーズの後継モデルとなる。
　Sandy Bridgeの登場が2011年1月なので、およそ1年3ヵ月ぶりの大幅なモデルチェンジである。新CPUのラインナップは4コア8スレッドの「Core i7」、4コア4スレッドまたは2コア4スレッドの「Core i5」で、主にメインストリームのモデルが刷新されている。新CPUの見分け方は、モデルナンバーの“Core ix”に続く4桁の型番が“3”からスタートするので、簡単に区別が可能だ。

Ivy Bridgeで何が変わったのか？
　まずはIvy Bridgeでの変更点について解説していこう。もっとも注目すべき変更点は、製造プロセスルールがSandy Bridgeの32nmから22nmへと微細化されたことだ。
　Intelは「Tick Tock」モデルで新CPUを投入しており、“Tick”で半導体製造プロセス技術を更新、“Tock”でCPUマイクロアーキテクチャを更新する。“Tick”と“Tock”を一定期間ごとに交互に行なうことで、安定した性能アップを提供しているわけだ。今回のIvy BridgeはTick Tockの“Tick”に当たるモデルとなる。22nmへの変更では、トランジスターを立体構造化して搭載する「トライゲート」が採用され、トランジスターのスピード向上や消費電力の低減に貢献している。いつも以上にプロセスルール微細化の効果に期待できそうだ。
“Tick”で半導体製造プロセス技術を更新、“Tock”でCPUマイクロアーキテクチャを更新する。今回のIvy BridgeはTick Tockの“Tick”に当たるモデルで、製造プロセスルールが22nmに微細化されている。
　Tickモデルということもあり、CPUアーキテクチャに関しての変更はほとんどないが、それでも見逃せない強化点は盛り込まれている。それは内蔵GPU機能のパワーアップだ。
　Ivy Bridgeのダイ写真をSandy Bridgeのものと比較すると、Ivy Bridgeは内蔵GPU部分の占める割合がかなり大きく、Intelの発表によると内蔵GPU性能はSandy Bridgeの2倍になると言う。内蔵GPUの強化はライトゲーマー層、動画変換などのメディアプロセッシング、汎用コンピューティングなど、多くの用途でメリットをもたらすので、かなりうれしい強化点と言えるだろう。



■インテル、“Ivy Bridge”こと「第3世代Core」を正式発表
https://www.itmedia.co.jp/pcuser/articles/1204/24/news043.html

　インテルは、“Ivy Bridge”の開発コード名で呼んでいた「第3世代Coreプロセッサー・ファミリー」を4月24日（日本時間）に発表した。
　Ivy Bridgeでは、Sandy Bridge世代のアーキテクチャを22ナノメートルプロセスルールに移行しただけでなく、3Dトライゲートトランジスタ技術を、インテルの量産CPUで初めて導入した。この技術の導入によって、Ivy Bridge世代のCPUはリーク電流を抑え、その結果、発熱と消費電力も抑制しながら、高クロック動作も可能にした。
　Ivy Bridgeの基本構成は、Sandy Bridge世代とほぼ共通するが、それぞれのユニットで最適化や機能強化が図られている。PCI Expressインタフェースは第3世代に対応し、メモリコントローラはDDR3の1600MHz動作を標準設定でサポートするだけでなく、省電力駆動のDDR3L（Low voltage DDR3）も利用できる。また、統合グラフィックスでは、「Intel HD Graphics 4000」と「Intel HD Graphics 2500」が登場する。実行ユニットの数が、従来のIntel HD Graphics 3000の12基と比べて、Intel HD Graphics 4000で16基に増えた。なお、Intel HD Graphics 2500の実行ユニットは、Intel HD Graphics 2000と同じ6基となる。DirectX 11に対応し、Quick Sync Videoは2.0にバージョンが上がった。さらに、グラフィックスコアを利用してセキュリティ機能を強化する「Intel Identity Protection」を導入した。



■「第3世代Coreプロセッサ・ファミリ」はどこが進化したのか
https://www.atmarkit.co.jp/fwin2k/tutor/3rdcorei/3rdcorei_01.html

1．第3世代Coreプロセッサ・ファミリの機能変更点
　インテルの主力製品となるデスクトップ／ノートPC向けプロセッサ「インテルCoreプロセッサ・ファミリ」に開発コード名「Ivy Bridge（アイビー・ブリッジ）」で呼ばれていた22nmプロセス製造による「第3世代インテルCoreプロセッサ・ファミリ」が追加となった。やっと開発コード名「Sandy Bridge（サンディ・ブリッジ）」で呼ばれていた第2世代インテルCoreプロセッサ・ファミリが定着したと思ったところで、モデルチェンジとなってしまった。
　これは、インテルがTick-Tock（チックタック）モデルと呼ばれる開発サイクルを採用しているためだ。Tick（チック）の年に製造プロセスを微細化し、翌年のTock（タック）の年でマイクロアーキテクチャを刷新、翌々年には再びTickの年となり製造プロセスを微細化するといった具合に、メインストリームのプロセッサについては毎年製品が更新されるモデルである。
　製造プロセスを微細化することで、同じデザインのプロセッサならば面積を小さくできる（コピー機でA3判をA4判に縮小コピーするように、トランジスタの大きさや配線の幅を縮小する）。これにより、1枚のウエハから製造できるプロセッサの個数を増やすことができ、製造コストを大幅に引き下げることが可能になる。Sandy BridgeからIvy Bridgeでは、32nmプロセスから22nmプロセスへの微細化に加え、新たに3次元構造の新型トランジスタ「Tri-Gate型トランジスタ」を採用し、リーク電流（本来のトランジスタの動作とは無関係に流れてしまう電流）の大幅な低減を実現しているという（Tri-Gate型トランジスタについては、「頭脳放談：第132回 『ムーアの法則』の延命を可能にする3次元トランジスタとは」を参照のこと）。インテルによれば、「Tri-Gate型トランジスタにより、37％のトランジスタのスイッチング性能の向上または同等性能における消費電力の半減」が可能としている。



　マイクロアーキテクチャの刷新では、実行ユニットやキャッシュ・システムを改良したり、新しい機能を追加したりすることで、デザイン変更による性能向上が実現する。Ivy Bridgeでは、Sandy Bridgeのマイクロアーキテクチャを継承しているため、プロセッサ・コア自体に大きなデザイン変更は行われていない。
　それでも、最適化などを行うことで、同じ動作クロックならば10％程度の性能向上を実現しているという。


Sandy BridgeとIvy Bridgeの性能比較（SYSmark 2012）
Core i7-2700K（Sandy Bridge：3.5GHz、4コア／8スレッド、8Mbytes 3次キャッシュ）とCore i7-3770K（Ivy Bridge：3.5GHz、4コア／8スレッド、8Mbytes 3次キャッシュ）のベンチマーク・テスト（SYSmark 2012）の結果。Ivy Bridgeでは3％から9％ほど性能が向上していることが分かる（Intelのプレゼンテーション資料より）。

Ivy Bridgeではグラフィックス機能を強化
　前述のとおりIvy BridgeのマイクロアーキテクチャはSandy Bridgeから変更はなく、プロセッサ・コア自体のデザイン変更は行われていない。しかし統合されているグラフィックス・コアは実行ユニット数が増やされるなど、性能が向上している。具体的な実行ユニット数としては、Sandy BridgeのHD Graphics 2000では6基、HD Graphics 3000では12基なのに対し、Ivy BridgeのHD Graphics 2500では8基、HD Graphics 4000では16基となっている。これによってDirectX 11のサポートが可能になり、従来より1.4倍から2倍程度の性能向上を実現しているという。


Sandy BridgeとIvy Bridgeの性能比較（Media Transcoding）
Core i7-2700K（Sandy Bridge：3.5GHz、4コア／8スレッド、8Mbytes 3次キャッシュ）とCore i7-3770K（Ivy Bridge：3.5GHz、4コア／8スレッド、8Mbytes 3次キャッシュ）のベンチマーク・テスト（ArcSof Media Converter／CyberLink Media Espresso）の結果。Ivy Bridgeでは1.43倍（ArcSof Media Converter）／1.92倍（CyberLink Media Espresso）の性能向上が実現している（Intelのプレゼンテーション資料より）。

Ivy Bridgeがサポートする新たな機能
　Ivy Bridgeのプロセッサ・コアは、基本的にはSandy Bridgeの縮小版であり、最適化は行われているものの、機能的な拡張はほとんどない。ほとんどと述べたのは、新たに「Intel Secure Key」と「Intel OS Guard」という2つの機能をサポートしたからだ（Core i3はIntel Secure Keyをサポートしない）。Intel Secure Keyは高速なデジタル乱数発生器で、暗号化処理などの高速化に寄与する。Intel OS Guardは「Supervisory Mode Execution Protection（SMPE）」とも呼ばれるもので、ユーザー・モードで動作すべきコードが、より高い権限で実行されないようにハードウェア・レベルで保護するというものだ。
　ただ、どちらの機能もユーザーが直接、機能の追加を実感できるようなものではなさそうだ（Intel Secure Keyについては、暗号処理などの多少の高速化が期待できるが、ソフトウェア側での対応が必要となる）。



　結局、T430には第３世代のCore i5/3210Mを載せることにしました。

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