ついに登場したIvy Bridge「Core i7-3770K」の実力を試す


 インテルは4月24日、Ivy Bridgeの開発コードネームで呼ばれてきた新CPUを発表した。デスクトップ向けIvy Bridgeの最上位製品となる「Core i7-3770K」を借用できたので、そのパフォーマンスをベンチマークテストで確認する。

●LGA1155で展開される22nm世代CPU

 今回発表されたデスクトップ向けIvy Bridge製品は、Intel Core i7 プロセッサー4製品とIntel Core i5 プロセッサー5製品の計9製品で、いずれも内蔵GPUコアを備えたクアッドコアCPUだ。各製品の主なスペックは以下の通り。

【表1】主なスペック
CPU Core i7-3770K Core i7-3770 Core i5-3570K Core i5-3550 Core i5-3450
コア数 4 4 4 4 4
スレッド数 8 8 4 4 4
CPU動作クロック 3.5GHz 3.4GHz 3.4GHz 3.3GHz 3.1GHz
Turbo Boost時 3.9GHz 3.9GHz 3.8GHz 3.7GHz 3.5GHz
L3キャッシュ 8MB 8MB 6MB 6MB 6MB
内蔵GPUコア HD 4000 HD 4000 HD 4000 HD 2500 HD 2500
Execution Units 16基 16基 16基 6基 6基
GPUコアクロック 650MHz 650MHz 650MHz 650MHz 650MHz
GPUコアクロック(最大) 1,150MHz 1,150MHz 1,150MHz 1,150MHz 1,100MHz
TDP 77W 77W 77W 77W 77W
対応ソケット LGA 1155 LGA 1155 LGA 1155 LGA 1155 LGA 1155
価格 313ドル 278ドル 212ドル 194ドル 174ドル
CPU Core i7-3770T Core i7-3770S Core i5-3550S Core i5-3450S
コア数 4 4 4 4
スレッド数 8 8 4 4
CPU動作クロック 2.5GHz 3.1GHz 3.0GHz 2.8GHz
Turbo Boost時 3.7GHz 3.9GHz 3.7GHz 3.5GHz
L3キャッシュ 8MB 8MB 6MB 6MB
内蔵GPUコア HD 4000 HD 4000 HD 2500 HD 2500
Execution Units 16基 16基 6基 6基
GPUコアクロック 650MHz 650MHz 650MHz 650MHz
GPUコアクロック(最大) 1,150MHz 1,150MHz 1,150MHz 1,100MHz
TDP 45W 65W 65W 65W
対応ソケット LGA 1155 LGA 1155 LGA 1155 LGA 1155
価格 278ドル 278ドル 194ドル 174ドル

Ivy Bridgeのダイレイアウト

 Core i7 プロセッサーが、Intel Hyper-Threading Technologyを有効化した4コア8スレッドCPUとなっているのに対し、Core i5 プロセッサーは、Intel Hyper-Threading Technologyが省略された4コア4スレッドCPUで、L3キャッシュ容量も6MBに制限することで差別化されている。

 内蔵GPUに関しては、上位モデルはIntel HD Graphics 4000を搭載し、残りのモデルはIntel HD Graphics 2500を備える。これらのGPUは、いずれもDirectX 11をサポートする。また、3画面への同時出力に対応したほか、4000に搭載のハードウェアエンコーダーIntel Quick Sync Video 2.0は、Sandy Bridgeの同機能に比べ、最大で2倍のパフォーマンスを実現するとしている。

【お詫びと訂正】 初出時にIntel HD Graphics 4000搭載は「K」モデルのみとしておりましたが、それ以外でも搭載するものもあります。お詫びして訂正させて頂きます。

 前モデルとなるSandy Bridgeと比較すると、内蔵GPUのDirectX 11対応をはじめ、メモリコントローラのDDR3-1600対応や内蔵PCI ExpressコントローラのPCI Express 3.0対応など、CPUコア以外の部分に変更点が多い。また、Ivy Bridgeでは製造プロセスがSandy Bridgeの32nmから22nmに微細化され、性能向上および動作電力、リーク電流の低減を実現するという3次元トライゲートトランジスタを採用するなど、製造技術においては、単なるプロセスシュリンクに留まらない新機軸が盛り込まれている。

 今回テストを行なうCore i7-3770K(以下、i7-3770K)は、冒頭で紹介したように、今回発表されたデスクトップ向けIvy Bridgeの最上位に位置するCPUであり、型番に「K」を付与された倍率アンロックモデルである。定格での動作クロックは3.5GHzで、自動オーバークロック機能のIntel Turbo Boost Technology 2.0により、最大3.9GHzまで動作クロックが向上する。TDPは77W。

Core i7-3770K Core i7-3770KのCPU-Z実行画面。アイドル時の動作クロックは1.6GHz。Turbo Boost時は最大で3.9GHzに達する

 i7-3770Kの検証にあたっては、MSIのIntel Z77 Expressチップセット搭載マザーボード「Z77A-GD65」を利用した。

 Ivy Bridge対応チップセットであるIntel Z77 Expressチップセットを搭載したマザーボードは、既存のSandy Bridge系CPUと互換性があるためCPUに先だって発売されていたが、Sandy Bridgeとの組み合わせではPCI Express 3.0が利用できず、機能をフルに発揮でない状態だった。Ivy Bridge系CPUの登場により、ようやく本来の機能を発揮できるようになった形だ。

 なお、Ivy Bridge系のCPUは、従来のIntel Z68/P67/H67/H61チップセットとも互換性があるため、マザーボードベンダーから対応BIOSがリリースされれば、これらのチップセットを搭載したマザーボードでも利用できる。ただし、マザーボードの仕様によっては、Ivy Bridgeで追加されたPCI Express 3.0などの新機能が利用できない場合があるので注意したい。

Intel Z77とIvy Bridgeのブロックダイアグラム Intel Z77 Expressチップセット搭載マザーボード「MSI Z77A-GD65」
SATAは6Gbpsを4ポート(白色)と、3Gbpsを4ポート(黒色)備える。6Gbpsポートのうち、CPUソケットに近い配置の2ポートがIntel Z77 Expressによるもので、残りは外部チップにて提供されている バックパネル部には、ディスプレイ出力端子として、HDMI、DVI、ミニD-Sub15ピンの3系統を備える

●テスト環境
Intel Z77対応を謳うDDR3-1866対応メモリ「G.SKILL F3-1866C9Q-16GAB」。DDR3-1866対応環境以外では、このメモリをダウンクロックして利用した

 それでは、ベンチマークテストの結果紹介に移りたい。今回はi7-3770Kの比較製品として、同じくIntelの4コア8スレッドCPUである「Core i7-2600K」と「Core i7-3820」のほか、AMDの8コアCPU「FX-8150」とクアッドコアAPU「A8-3870K」を用意した。

 テスト時にあたって、統一可能なパーツについては、出来る限り各プラットフォームで共通のものを利用した。なお、メモリについては、各CPUの内蔵メモリコントローラがサポートする最高動作クロックに設定している。


【表2】テスト環境
CPU i7-3770K i7-2600K i7-3820 FX-8150 A8-3870K
マザーボード MSI Z77A-GD65 ASUS SABERTOOTH X79 ASUS CROSSHAIR V Formula ASUS F1A75-V PRO
メモリ DDR3-1600 4GB×4
(9-9-9-24、1.5V)
DDR3-1333 4GB×4
(9-9-9-24、1.5V)
DDR3-1600 4GB×4
(9-9-9-24、1.5V)
DDR3-1866 4GB×4
(9-10-9-28、1.5V)
GPU Radeon HD 7970
ストレージ Western Digital WD5000AAKX
電源 Silver Stone SST-ST75F-P
グラフィックスドライバ AMD Catalyst 12.3
OS Windows 7 Ultimate 64bit SP1

●CPU性能ベンチマーク

 まずはCPUベンチマークのテスト結果から見ていく。テストは「Sandra 2012.SP3 18.40」(グラフ1、2、13、14、15、16)、「PCMark05」(グラフ3、4)、「CINEBENCH R10」(グラフ5)、「CINEBENCH R11.5」(グラフ6)、「x264 FHD Benchmark 1.01」(グラフ7)、「Super PI」(グラフ8)、「PiFast 4.3」(グラフ9)、「wPrime 2.05」(グラフ10)、「PCMark Vantage」(グラフ11)、「PCMark 7」(グラフ12)だ。

 i7-3770Kは、CINEBENCHやSuper PIなど、CPU系ベンチマークテストにおいてi7-2600Kとi7-3820をほぼ全てのテストで上回る結果を示した。動作クロックの低いi7-2600Kを上回るのは当然の結果とも言えるが、定格3.6GHzでTDP 125Wのi7-3820に対し、全コアに高負荷のかかるCINEBENCHやx264 FHD Benchmarkで優位な結果を示したことは上出来と言える。

 テスト前の時点では、Turbo Boost時の最高動作クロックが今回比較したIntel CPUの中で最も高い一方で、TDPが引き下げられているため、高負荷時のi7-3770Kは動作クロックが上がりづらいのではないかと懸念していたが、今回のベンチマーク結果を見る限り、シングルスレッド負荷時、マルチスレッド負荷時ともTurbo Boostは機能しているようだ。

 メモリコントローラについては、Sandraの「Memory Bandwidth」において、DDR3-1600に対応したi7-3770Kが、DDR3-1333対応のi7-2600Kより20%ほど広いメモリ帯域を実現しているが確認できる。一方、DDR3-1600の4ch動作をサポートするi7-3820との帯域差は大きい。このメモリ帯域の差が、CPU系ベンチマークにおいて、唯一i7-3820に大差をつけられたSandra「Cryptography」の結果に影響しているようだ。

 キャッシュに関しては、概ねi7-2600Kとクロック差に応じた結果となっているが、8MBブロックの帯域およびレイテンシから、i7-3770KのL3キャッシュがi7-2600Kに比べ高速化されていることが確認できる。

【グラフ1】Sandra 2012.SP3 18.40(Processor Arithmetic/Processor Multi-Media)
【グラフ2】Sandra 2012.SP3 18.40(Cryptography)
【グラフ3】PCMark05 Build 1.2.0 CPU Test(シングルタスク)
【グラフ4】PCMark05 Build 1.2.0 CPU Test(マルチタスク)
【グラフ5】CINEBENCH R10
【グラフ6】CINEBENCH R11.5
【グラフ7】x264 FHD Benchmark 1.01
【グラフ8】Super PI
【グラフ9】Pifast 4.3
【グラフ10】wPrime 2.05
【グラフ11】PCMark Vantage Build 1.0.2
【グラフ12】PCMark 7 Build 1.0.4
【グラフ13】Sandra 2012.SP3 18.40(Memory Bandwidth)
【グラフ14】Sandra 2012.SP3 18.40(Cache and Memory)
【グラフ15】Sandra 2012.SP3 18.40(Cache/Memory Latency - Clock)
【グラフ16】Sandra 2012.SP3 18.40(Cache/Memory Latency - nsec)

 続いて、3Dゲーム系のベンチマークテストの結果を確認していく。

 検証したテストは「3DMark06」(グラフ17)、「ファイナルファンタジーXIV オフィシャルベンチマーク」(グラフ18)、「MHFベンチマーク【大討伐】」(グラフ19)、「Lost Planet 2 Benchmark DX9」(グラフ20)、「3DMark Vantage」(グラフ21、22、23)、「3DMark11」(グラフ24、25、26)、「Lost Planet 2 Benchmark DX11」(グラフ27)、「Unigine Heaven Benchmark 2.5」(グラフ28)だ。

 i7-3770Kの結果をみてみると、比較的GPU負荷が低く、CPU性能がボトルネックとなりやすい3DMark06やファイナルファンタジー XIVなどで、比較環境より優位な結果を記録した。CPU系ベンチマークテストでi7-3770Kが示した、シングルスレッド、マルチスレッドとも優れたCPUパフォーマンスが、3Dゲーム系ベンチマークでも有効なことを示す結果と言えるだろう。

 一方、GPU負荷の高い3DMark 11のExtremeプリセットやUnigine Heavenの1,920×1,080設定においては、比較環境とほとんど横並びの結果となっている。今回の検証機材では、PCI Express 3.0に対応したRadeon HD 7970搭載ビデオカードを利用しており、i7-3770Kとi7-3820ではPCI Express 3.0、それ以外の環境ではPCI Express 2.0で接続されている。ただ、今回のベンチマーク結果からは、この接続バスの差がスコアに反映されていると確認できるような結果は見当たらない。現行最高峰の性能を持つGPUであっても、1枚で利用する場合、PCI Express 3.0で接続するメリットは大きくないようだ。

【グラフ17】3DMark06 Build 1.2.0
【グラフ18】ファイナルファンタジーXIV オフィシャルベンチマーク
【グラフ19】MHFベンチマーク 【大討伐】
【グラフ20】Lost Planet 2 Benchmark(DX9・テストタイプB)
【グラフ21】3DMark Vantage Build 1.1.0
【グラフ22】3DMark Vantage Build 1.1.0(Graphics Score)
【グラフ23】3DMark Vantage Build 1.1.0(CPU Score)
【グラフ24】3DMark 11 Build 1.0.3
【グラフ25】3DMark 11 Build 1.0.3(Graphics Score)
【グラフ26】3DMark 11 Build 1.0.3(CPU Score)
【グラフ27】Lost Planet 2 Benchmark(DX11・テストタイプB)
【グラフ28】Unigine Heaven Benchmark 2.5

 CPU性能テストの最後に消費電力の比較結果を紹介する。この比較では、環境によりメモリのクロック、チップセットをはじめとするマザーボード上の実装部品に違いがあるため、CPUの消費電力差として横並びの比較はできない点に注意して欲しい。

 消費電力の測定は、サンワサプライのワットチェッカー「TAP-TST5」を利用して行なった。アイドル時の消費電力のほか、CINEBENCH R11.5でスレッド数を制限して実行した際と、ストレステストツールの「OCCT Perestroika 3.1.0」で、CPUに負荷を掛ける「CPU:OCCT」を実行した際の消費電力をそれぞれ測定した。

 i7-3770Kの消費電力は、メモリクロックが高いこともあってか、アイドル時こそi7-2600Kより2W高い56Wだったが、CINEBENCH実行時やOCCTの負荷テスト実行時は逆転し、シングルスレッドで4W、フルスレッドでは15W程i7-2600Kより低い数値を記録した。これは比較製品中もっとも低い数値でもあり、先に紹介したベンチマークテストの結果を考慮すれば、i7-3770Kのワットパフォーマンスの優秀さが伺える。

【グラフ29】システム全体の消費電力

●CPU内蔵GPU性能ベンチマーク

 CPU性能のベンチマークで利用した環境からビデオカードを取り外し、i7-3770K、i7-2600K、A8-3870Kが備える内蔵GPUの3Dパフォーマンスを比較してみた。検証機材は表の通り。

【表3】検証機材
CPU i7-3770K i7-2600K A8-3870K
マザーボード MSI Z77A-GD65 ASUS F1A75-V PRO
メモリ DDR3-1600 4GB×4
(9-9-9-24、1.5V)
DDR3-1333 4GB×4
(9-9-9-24、1.5V)
DDR3-1866 4GB×4
(9-10-9-28、1.5V)
GPU Intel HD Graphics 4000 Intel HD Graphics 3000 Radeon HD 6550D
ストレージ Western Digital WD5000AAKX
電源 Silver Stone SST-ST75F-P
グラフィックスドライバ Intel Graphics Media Accelerator Driver
15.26.8.64.2696
AMD Catalyst 12.3
OS Windows 7 Ultimate 64bit SP1

 内蔵GPUの3Dパフォーマンス比較に用いたテストは、「3DMark06」(グラフ30、31)、「ファイナルファンタジーXIV オフィシャルベンチマーク」(グラフ32)、「MHFベンチマーク【絆】」(グラフ33)、「Lost Planet 2 Benchmark DX9」(グラフ34)、「3DMark Vantage」(グラフ35、36)、「3DMark11」(グラフ37、38、39)、「Unigine Heaven Benchmark 2.5」(グラフ40)、「Stone Giant DX11 Benchmark」(グラフ41)、「Lost Planet 2 Benchmark DX11」(グラフ42)だ。

【グラフ30】3DMark06 Build 1.2.0
【グラフ31】3DMark06 Build 1.2.0 高負荷設定(1920×1080、8x AA、16x AF)
【グラフ32】ファイナルファンタジーXIV オフィシャルベンチマーク
【グラフ33】MHFベンチマーク 【大討伐】
【グラフ34】Lost Planet 2 Benchmark(DX9・テストタイプB)
【グラフ35】3DMark Vantage Build 1.1.0
【グラフ36】3DMark Vantage Build 1.1.0(Graphics Score)
【グラフ37】3DMark 11 Build 1.0.3
【グラフ38】3DMark 11 Build 1.0.3(Graphics Score)
【グラフ39】3DMark 11 Build 1.0.3(Combined Score)
【グラフ40】Unigine Heaven Benchmark 2.5
【グラフ41】Stone Giant DX11 Benchmark(1280×720)
【グラフ42】Lost Planet 2 Benchmark(DX11・テストタイプB)

 i7-2600Kの内蔵GPUで、DirectX 10.1対応GPUであるIntel HD Graphics 3000(以下、HD 3000)に対し、i7-3770Kの内蔵GPUであるIntel HD Graphics 4000(以下、HD 4000)では、DirectX 11に対応したほか、Execution Unit数が12基から16基に増強されている。これらの強化により、HD 4000はHD 3000のスコアに対し、概ね30〜50%ほど高いスコアを記録し、HD 3000では実行不可能だったベンチマークを実行できている。IntelのCPU内蔵GPUとして、確実な進化が確認できる結果だ。

 一方、現行のCPU内蔵GPUとして、最高のパフォーマンスを持つA8-3870KのRadeon HD 6550Dに比べると、CPUパフォーマンスの差で押し切った3DMark VantageのEntryプリセットの結果を除き、概ね3割程度の差をつけられている。過去に検証したAMD Aシリーズのベンチマークスコアを参照すると、HD 4000のパフォーマンスは、おおよそAMD A6シリーズの内蔵のRadeon HD 6530D程度といったところのようだ。

【グラフ43】システム全体の消費電力

 内蔵GPU利用時の消費電力を測定した結果が上のグラフだ。

 i7-3770K(HD 4000)の消費電力は、CPUとGPUの両方に負荷を掛けるPowerSupply テスト実行時を除き、i7-2600K(HD 3000)に比べ同等か若干高い数値となった。メモリクロックの違いによる電力差などを考慮すれば、内蔵GPUを使用した際のi7-3770Kとi7-2600Kの消費電力は、ほぼ同程度の消費電力であると考えてよいだろう。

●Sandy Bridgeをベースにより完成度を高めたブラッシュアップモデル

 以上、i7-3770Kのパフォーマンスをベンチマークテストで確認してきた。i7-3770Kは、もともと完成度の高いCPUであったSandy Bridgeをベースに、プロセスシュリンクを経て、消費電力あたりの性能を向上と、内蔵GPUをはじめとするアンコア部の強化を図ったブラッシュアップモデルと言える。性能、消費電力、価格の三拍子が揃ったメインストリーム向けCPUとして、注目を集めることになりそうだ。

 ただ、ソケットとチップセットの互換性があることで期待される、Sandy Bridge系CPUからのアップグレードについては、現在どのCPUをどのような形で利用しているのかで、評価が分かれることになりそうだ。既にi7-2600Kやi7-2700Kとビデオカードを組み合わせて使っているような場合、i7-3770Kへのアップグレードで得られるメリットは少ない。より高いパフォーマンスを求めるのであれば、6コアCPUがラインナップされている上位プラットフォームのLGA2011への乗り換えを検討することになるだろう。

 Sandy Bridgeからのアップグレードについては、用途によりけりといった感じだが、メインストリーム向けCPUとして高い完成度を誇るIvy Bridgeは、Sandy Bridgeより前のプラットフォームから買い替えを検討するユーザーや、これから新規に購入を検討するユーザーにとって有力な選択肢となるだろう。LGA2011プラットフォームの立ち上げ時には、CPUの供給が不足するという事態が発生していたが、今回は需要に見合った数が供給されることに期待したい。

(2012年 4月 24日)

[Reported by 三門 修太]