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史上最高クロックのPentium 4 2GHz登場!
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Intelはサンノゼ市内のホテルで記者会見を開催し、同社として、またPC用としても最高クロックを実現したPentium 4 2GHzを発表した(発表会の模様は別記事を参照してほしい)。
今回発表されたPentium 4 2GHzは、x86アーキテクチャのマイクロプロセッサとしてもちろん最高クロックであるだけでなく、PC用のマイクロプロセッサという観点で考えても、もちろん最高クロックを実現している。昨年の3月にAMDがAthlon 1GHzをリリースしてから、約1年半で倍のクロックに達したことになる。今回はこのPentium 4 2GHzの持つパフォーマンスをベンチマークテストを利用して計測し、検証してみよう。
●新しいμFC-PGA2パッケージと新ソケットmPGA478を導入
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| Pentium 4 2.0GHz。現時点でx86アーキテクチャだけでなくPC用CPUとしては間違いなく最高クロック |
今回発表されたPentium 4 2GHz、1.9GHzには2つのパッケージが用意されている。1つは従来のPentium 4と同じように423ピンのPGAパッケージを採用したもので、もう1つが新しい478ピンのμFC-PGA2パッケージを採用したものだ。なお、従来の1.8GHz～1.5GHzにも478ピンのパッケージは用意されており、それぞれの状況をまとめると次のようになる。
【表1 423ピンPGAと478ピンμFC-PGA2のPentium 4プロセッサ】
| 423ピンPGA | 478ピンμFC-PGA2 | |
|---|---|---|
| 2GHz | ○ | ○ |
| 1.9GHz | ○ | ○ |
| 1.8GHz | ○ | ○ |
| 1.7GHz | ○ | ○ |
| 1.6GHz | ○ | ○ |
| 1.5GHz | ○ | ○ |
| 1.4GHz | ○ | － |
| 1.3GHz | ○ | － |
従来の423ピンPGAパッケージが、OLGAのCPUをInterposerと呼ばれる基板に貼り付け、その上にIHS(Integrated Heat Spreader)をかぶせた形になっていたのに対して、478ピンのμFC-PGA2パッケージでは、モバイルPentium III-Mによく似た35平方mmのμFC-PGAパッケージの上にIHSをかぶせた形になっている。
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| 新旧パッケージの比較。従来の423ピンPGAパッケージ(右)に比べて、新しい478ピンのμFC-PGA2パッケージ(左)は小さくなっている。ピンピッチは従来の半分になっている | |
この変更に伴い、CPUソケットとCPUクーラーも変更されている。CPUソケットは、従来のPGA423からmPGA478と呼ばれる478ピンのソケットに変更されている。なお、mPGA478はSocket 478と呼ばれる場合もあるが、これはあくまで通称であり、Intelは正式にはmPGA478の名称で呼んでおり、この原稿でもそれにならいmPGA478に統一した。
CPUクーラーは、リテンションキットの方式が少し変更されている。以前はソケットの両側にリテンションキットを取り付ける方式になっていたが、ソケットの四方にプラスチックのリテンションキットを取り付ける方式に変更されている。また、リテンションキットを取り付ける穴の位置も従来の長方形から、正方形に近い形に変更されている。後述するようにPentium 4 2GHzは、従来のPentium 4に比べて消費電力が上がっており、CPUクーラーはこれに対応したより放熱効率の高いものが必要になる。
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| リテンションキットは新しくCPUの四方を囲む形に変更されている | Pentium 4 2GHzのCPUクーラー(右)。より高くなった消費電力量により発生する熱量を放熱するため、ヒートシンクやファンが大型化されている | |
さて、気になる消費電力だが、Intelの資料によれば478ピンμFC-PGA2パッケージ版Pentium 4 2GHzのTDP(Thermal Desgin Power、熱設計電力)は75Wで、従来のPentium 4 1.8GHzに比べて上がっている。
これは、今回発表されたPentium 4 2/1.9GHzはWillamette(ウィラメット:開発コードネーム)と呼ばれる、従来のPentium 4 1.8GHz～1.3GHzでも採用されていた、製造プロセスルール0.18μmのCPUコアになっているためだ。要するに、従来製品と同じ製造プロセスルール、同じCPUコア、同じ電圧のため、クロック上昇分だけ消費電力が上がってしまったというわけだ。
この75Wという消費電力のため、このPentium 4 2GHzを日本で見るような容積が7～8リットル級のSFF(Small Form Factor)のマシンに搭載するにはかなり難しいだろう。このため、当初はミニタワーなどのタワー型のケースに搭載されて市場に登場することが予想される。
●対応チップセットはIntel 850とIntel 845
478ピンμFC-PGA2パッケージが利用できるCPUソケットは既に述べたようにmPGA478で、既に秋葉原などの市場にはmPGA478を搭載したマザーボードが出回り始めている。現時点でmPGA478を搭載したマザーボードは2種類のチップセットを採用している。1つは、これまでのPGA423でも採用されていたIntel 850チップセットで、もう1つがまだIntelからは発表されていないIntel 845の2製品だ。
Intel 850とIntel 845の主な違いはメモリインターフェイスで、Intel 850がメインメモリとして2チャネルのDirect RDRAMをサポートしているのに対して、Intel 845はSDRAMをサポートする。メモリの帯域幅は2チャネルのDirect RDRAM(800MHzで1チャネルあたり1.6GB/sec)が利用可能なIntel 850では3.2GB/secを実現しているのに対して、PC133 SDRAM(133MHz)が利用可能なIntel 845では1.06GB/secと、Intel 850の1/3でしかない。
しかし、コスト面ではIntel 845の方がシステム全体を安価にできるというメリットがある。そもそもSDRAM自体がDirect RDRAMより安価であるということや、さらにIntel 845マザーボードが4層基板というIntel 850マザーボードで一般的に利用されている6層基板に比べて安価に製造できる基板を利用しているため、マザーボードのコストが安価になるのだ。つまり、コスト面優先ではIntel 845、パフォーマンス優先ではIntel 850という選択になると言えるだろう。
このほか、既にSiS(Silicon Integrated Systems)、VIA TechnologiesといったサードパーティのチップセットベンダもPentium 4用チップセットをリリースしている。これらを搭載したmPGA478マザーボードも今後数多くリリースされる可能性が高く、今後Pentium 4用マザーボードの選択肢は徐々に増加していくだろう。
●Winstoneを除いたすべてのベンチで最高結果をたたき出す
今回は、Pentium 4 2GHz、1.9GHzの結果を計測するため、チップセットにIntel 850を搭載したmPGA478マザーボードのD850MD(microATXフォームファクタ)を用意し、その環境においてμFC-PGA2パッケージのPentium 4 2GHz～1.5GHzの処理能力を計測した。
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| CPUソケットの比較。従来のPGA423(左)に比べて新しいmPGA478は小型化されていることがわかる | テストに利用したIntelのD850MD。mPGA478ソケットを搭載し、フォームファクタはmicroATX |
また、比較対照としてAthlon 1.4GHz～1GHzのうち、システムバスのクロックが266MHzのものを集め、こちらも全クロックを計測した。こちらのマザーボードはGIGA-BYTE TechnologyのGA-7DXRで、AMD-760を搭載し、Athlon環境の事実上の標準だといっていいだろう。
利用したベンチマークはBAPCO( http://www.bapco.com/ )のSYSmark2001、e-Testing Labs(旧ZD-Labs)のBusiness Winstone 2001とContents Creation Winstone 2001、MadOnion.com( http://www.madonion.com/ )の3DMark2001、id Software( http://www.idsoftware.com/ )のQuake III、IntelのIntel Pentium 4 Processor Application Launcherを利用した。
テスト環境は表の通りで、BIOSやチップセットのドライバなどは両社Webで公開されている最新バージョン、ビデオドライバはNVIDIAリファレンスのDetonator3 v12.41を利用した。CPU、チップセット、メモリ以外のパーツは全く共通で、差はCPU、チップセット、メモリ性能の合計であると考えることができる。
| Pentium 4 | Athlon | |
|---|---|---|
| マザーボード | D850MD | GA-7DXR |
| チップセット | Intel850 | AMD-760 |
| メモリ | Direct RDRAM | DDR SDRAM(CL=2.5) |
| 容量 | 256MB | |
| ビデオカード | PROLINK MVGA-NVG20A(GeForce3、64MB DDR) | |
| ビデオドライバ | NVIDIA Detonator3 v12.41 | |
| ハードディスク | IBM DTLA307030 | |
| OS | Windows 2000＋ServicePack2 | |
実在のアプリケーションのコードを利用し、実際にそれを実行することにより実行時間を計測してスコアを計測するアプリケーションベンチマークとしてSYSmark2001とWinstone2001(Business Winstone 2001とContents Creation Winstone 2001)を実行した。
これらのアプリケーションベンチマークは、ユーザーが実際に一般的なアプリケーションを利用する際の体感に近いと定評がある。マイクロソフトのOffice2000やNetscape 6.0といった代表的なオフィスアプリケーションを利用する時の性能を示すのがSYSmark2001のOffice ProductivityとBusiness Winstone 2001のスコアだ。これに対してAdobe SystemsのPhotoshopやPremiereなど代表的なコンテンツ作成系のハイエンドアプリケーションを利用する際の性能を示すのがSYSmark2001のInternet Contents CreationとContents Creation Winstone 2001のスコアで、SYSmark2001には両者のスコアを総合したSYSmark2001 Ratingというスコアがある。
【SYSmark2001】
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 Pentium 4 2GHz  Pentium 4 1.9GHz Pentium 4 1.8GHz Pentium 4 1.7GHz Pentium 4 1.6GHz Pentium 4 1.5GHz Athlon 1.4GHz Athlon 1.33GHz Athlon 1.2GHz Athlon 1.13GHz Athlon 1GHz |
【Winstone2001】
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Pentium 4 2GHz Pentium 4 1.9GHz Pentium 4 1.8GHz Pentium 4 1.7GHz Pentium 4 1.6GHz Pentium 4 1.5GHz Athlon 1.4GHz Athlon 1.33GHz Athlon 1.2GHz Athlon 1.13GHz Athlon 1GHz |
見てわかるように、SYSmark2001ではOffice Productivity、Internet Contents CreationともにPentium 4 2GHzは最高スコアを叩き出しており、Athlon 1.4GHzは総合スコアでPentium 4 1.4GHzを若干上回る程度という結果になった。Athlon 1.4GHzは、Office ProductivityではPentium 4 1.7GHzをも上回っておりオフィスアプリケーションにおけるAthlonのアドバンテージを読みとることができる。
しかし、2つのWinstone 2001では全く逆の結果がでている。Athlon 1.4GHzはPentium 4 2GHzを上回っており、Business Winstone 2001ではPentium 4 2GHzはAthlon 1.2GHzをやっと上回る程度、Contents Creation Winstone 2001ではAthlon 1.33GHzを上回る程度という結果となった。
このように、SYSmark2001とWinstone 2001で正反対の結果になったのはなぜなのだろうか? 1つにはベンチマークプログラムの性格があるだろう。SYSmark2001ではストリーミングSIMD拡張命令(SSE)やSSE2といったIntelの命令セットに最適化されたアプリケーションが多数含まれており、これらを利用した場合のパフォーマンスを計測している。それに対して、Winstone 2001ではそうした例は少なく、SYSmark2001に比べて最適化の度合いが低いのだろう。
ただ、これをもってSYSmark2001がわざとIntelに有利にしているとするのは危険だ。なぜならば実際にSSE/SSE2に最適化されたアプリケーションは増えつつある、逆に対応していない方が実状を示していないという言い方もできるからだ。従って、この結果は、自分のアプリケーションがSSE/SSE2に対応しているアプリケーションが多いのか少ないのかを考えてどちらを参考にするかを決めればよい、そういう結果であると考えるのが妥当だろう。
3Dベンチマークの3DMark2001、Quake III Arenaでは、両方ともPentium 4がAthlonを圧倒的に上回った。Pentium 4はシステムバスが400MHzで帯域幅が3.2GB/sec、Intel 850チップセットで帯域幅が広い2チャネルのDirect RDRAMを採用しているためメモリの帯域幅も3.2GB/secとなっており、リアルタイムでサイズの大きなデータを扱うアプリケーションで最大のパフォーマンスを発揮するように設計されている。そうした意味では、こうしたアプリケーションはPentium 4が最も得意とするジャンルと言え、ある意味順当な結果と言える。
【3DMark2001】
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Pentium 4 2GHz Pentium 4 1.9GHz Pentium 4 1.8GHz Pentium 4 1.7GHz Pentium 4 1.6GHz Pentium 4 1.5GHz Athlon 1.4GHz Athlon 1.33GHz Athlon 1.2GHz Athlon 1.13GHz Athlon 1GHz |
【Quake III Arena】
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Pentium 4 2GHz Pentium 4 1.9GHz Pentium 4 1.8GHz Pentium 4 1.7GHz Pentium 4 1.6GHz Pentium 4 1.5GHz Athlon 1.4GHz Athlon 1.33GHz Athlon 1.2GHz Athlon 1.13GHz Athlon 1GHz |
Intel Pentium 4 Processor Application Launcherは、IntelがSSE/SSE2に対応したアプリケーションを集めてスクリプトにより自動実行させ実行時間を計測することにより性能を計測するベンチマークで、基本的にSSEやSSE2をサポートするアプリケーション環境下における性能を計測することができる。(当たり前だが)これでもPentium 4 2GHzは最もハイスコアを叩き出した。
【Pentium 4 Application Launcher】
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Pentium 4 2GHz Pentium 4 1.9GHz Pentium 4 1.8GHz Pentium 4 1.7GHz Pentium 4 1.6GHz Pentium 4 1.5GHz Athlon 1.4GHz Athlon 1.33GHz Athlon 1.2GHz Athlon 1.13GHz Athlon 1GHz |
●コストパフォーマンスではAthlonが圧勝
このベンチマーク結果から言えることは確かにWinstoneではAthlon 1.4GHzに若干後れをとったものの、それ以外のベンチマークではすべてハイスコアとなり、ユーザーの環境でSSE/SSE2への対応が進んでいればという前提つきではあるが“x86市場最強のCPUである”といっても差し支えはないだろう。特に、処理能力が要求される3Dアプリケーションなどリアルタイム性が要求されるアプリケーションでの処理能力はすばらしく、その点は素直に評価していいだろう。
それでは、コストパフォーマンスはどうだろう? 先週末時点でのAKIBA PC Hotline!調査によるCPU、メモリの最低価格を基に、各クロックにおけるコストパフォーマンスを計算してみた。なお、マザーボードに関してだが、まだIntelのmPGA478搭載Intel 850マザーボードはリリースされていなかったので、PGA423を搭載したIntel 850マザーボードであるD850GBの価格を参考にした。
また、μFC-PGA2のCPUも先週末では発売されていない場合もあったが、IntelはOEMメーカーにパッケージによる価格差はないと説明しているため、徐々に同じ価格になることが予想されるので、PGA423の価格を採用している。基本的にCPUの価格はリテールパッケージを採用したが、Athlon 1.13GHzだけはリテールパッケージがなかったので、3,000円をCPUクーラー代としてのせている。このCPU+マザーボード+メモリの合計価格で、SYSmark2001のスコアを割り、10000をかけてみた。つまり
コストパフォーマンス＝SYSmark2001のスコア÷コスト×10,000
という計算式になり、10,000円あたりどの程度のSYSmark2001のスコアを得ることができるかを計算した。
結果はグラフの通りで、AthlonがすべてのPentium 4を上回るスコアを叩き出したのに対して、Pentium 4はもっともよかったPentium 4 1.5GHzでも、Athlonでもっとも悪かったAthlon 1GHzを下回った。こうしたことからも、コストパフォーマンスという観点ではAthlonが圧勝といっていいだろう。ただし、これはIntel 845がリリースされれば、両方ともSDRAMを利用した場合を計測できるので、若干状況が変わる可能性もある。Intel 845がリリースされた時に同じようなコストパフォーマンス計算をしてみたいと思う。
| Pentium 4 2GHz | 18.64797216 |
|---|---|
| Pentium 4 1.9GHz | 23.12242108 |
| Pentium 4 1.8GHz | 27.18319923 |
| Pentium 4 1.7GHz | 26.50762094 |
| Pentium 4 1.6GHz | 30.14374800 |
| Pentium 4 1.5GHz | 30.57980113 |
| Pentium 4 1.4GHz | 29.76559593 |
| Athlon 1.4GHz | 37.57818487 |
| Athlon 1.33GHz | 36.38703928 |
| Athlon 1.2GHz | 35.40143156 |
| Athlon 1.13GHz | 34.49274599 |
| Athlon 1GHz | 32.30235000 |
●今年の終わりに出荷が予定されているNorthwoodも利用できるmPGA478マザーボード
今後という意味では、CPUソケットのmPGA478は非常に大きな意味を持つ。というのは、IntelのPGA423向けCPUは今回リリースされたPentium 4 2GHzが打ち止めで、今後新しいCPUがリリースされる予定はない。Intelが第4四半期に予定しているNorthwood(ノースウッド、開発コードネーム)では、2.2GHzというより高クロックが実現されるが、これは478ピンμFC-PGA2パッケージのみの提供となる。
Intelは今後2002年の第2四半期に2.4GHz、第3四半期にはシステムバスのクロックが533MHzになる2.4GHz以上のクロックのNorthwoodを出荷するとOEMメーカーに説明しているという。おそらくこのままの調子で行けば、2003年には3GHzのCPUが出荷されることになるだろう。2002年を通じて出荷されるCPUは全てmPGA478対応CPUになる模様であり、将来性を重視するので有ればmPGA478に対応したCPUにしておきたいところだ。
まとめると、Pentium 4 2GHzの魅力はアップグレーダビリティ(アップグレードの将来性を持っていること)と、高い処理能力にあると言える。これに対して弱点は、コストパフォーマンスの低さと強大な消費電力にある。
それではどのようなユーザーがPentium 4 2GHzを買うべきなのだろうか? まず、コンテンツ作成などを行なっているプロフェッショナルユーザーには、非常に魅力的な存在といえる。特にプロフェッショナルユーザーは、CPUの処理能力が速くなればなるほど仕事の効率が上がるため、高い価格もあまり問題ではないだろう。
これに対して、コンシューマユーザーがPentium 4を買った方がいいかどうかは流動的だ。それはコンシューマユーザーにとって関係する消費電力とコストパフォーマンスがPentium 4の弱点であるからだ。特にPentium 4 2GHzの高い消費電力のCPUを、日本のコンシューマが購入するようなスリムタワーに入れるのは難しく、現在PCメーカーは四苦八苦している。
現時点でPentium 4を搭載しているPCはいずれもタワー型で、スリムタワーに搭載されている例はほとんどない。そういう意味では、こうしたスリムタワーにPentium 4が採用されるようになるまで、コンシューマユーザーは買えないとも言えるわけで、IntelやPCメーカーがどのようにクリアにするのかが見物と言える。Pentium 4にするかAthlonにするかで迷っているユーザーは大手PCメーカーが秋・冬モデルにどうした製品を投入してくるかを見極めてからでも遅くはないだろう。
自作PCユーザーにとっては評価が別れるところだろう。自作のターゲットを性能に置いているので有れば、Pentium 4 2GHzは間違いなく買いだ。しかし、コストパフォーマンスを追求して自作しているユーザーには、文句なくAthlonを奨めたい。
以上のように、現在のCPU選択は非常に複雑で、これという決定打はない。読者の皆さんが各々で、今回のベンチマークデータなどを参考に悔いのないCPU選びをして欲しい。
(2001年8月28日)
[Reported by 笠原一輝@ユービック・コンピューティング]