Intel プロセッササイエンス: E コアと P コアとは何ですか?

コンピュータの CPU のコアは長年にわたって着実に進化してきました。最初はシングルコア CPU でしたが、すぐにマルチスレッドに進み、デュアルコア設計から始まり、クアッドコア、オクタコアなど、マルチコア設定が続きました。 Intel の第 12 世代および第 13 世代 CPU は、予想外のアップグレードをもたらしました。1 つの CPU パッケージに 2 つの異なるコア (E コアと P コア) が搭載されたのです。

しかし、Intel E-core と P-core とは一体何なのでしょうか? さらに重要なのは、なぜ気にする必要があるのかということです。

EコアとPコアとは何ですか?

なぜ Intel CPU にはさまざまなコアが搭載されるようになったのでしょうか?

これまで、x86 コンピュータは、互いにほぼ同一のコアで構成されるコアレイアウトを使用してきました。各コアの処理能力とクロック速度は同じです。マルチコア設計の目的は、すべてのコア間でタスクを分散して処理を高速化することなので、これは理にかなった設計です。

それは、英国の半導体開発会社 Arm が、いわゆる big.LITTLE アーキテクチャへの移行を決定するまでのことでした。 ARM アーキテクチャには、実際には異なるタスクを実行する 2 セットのコアがあります。パフォーマンス重視の大型コアは重いタスクを処理し、効率重視の小型コアはより少ないエネルギー消費でバックグラウンドタスクを実行します。この組み合わせにより、Arm は消費電力を低く抑えながらチップのパフォーマンスを向上させることができます。

インテルがここで行ったことはまさにそれです。異なる処理を実行する 2 セットのコアがあります。 Intel は当初、モバイル Lakefield チップである Intel Core i5-L16G7 および Core i3-L13G4 でこのレイアウトを試しました。これらのチップには、1 つの P コアと 4 つの E コアが搭載されています。最初のリリースではパフォーマンスがまちまちでしたが、同社は再び主力チップシリーズである Alder Lake をリリースし、その後継製品である Raptor Lake は広く賞賛されました。

AMD は遅かれ早かれ Ryzen チップ向けにこの設計に取り組んでいると噂されているが、同社はまだその計画を発表していない。

Intel の E コアと P コアのチップ構成は、Arm が big.LITTLE で長年行ってきたものとほぼ同じであり、これまでのところ、他の x86 コアレイアウトへの価値あるアップグレードとなっています。

Intel P-core とは何ですか?

まず、P コアまたはパフォーマンスコアとは何かを理解しましょう。

Intel の 2 つの異なるコアレイアウトのうち、P コアはチップ上で最も強力なコアです。これらは、最も多くのエネルギーを消費し、最高のクロック速度で動作し、命令とタスクを完全に完了するものです。これらはチップ内の「メイン」コアであり、ほとんどのハードワークを実行し、重い負荷を持ち上げます。 Intel の最新 CPU では、P コアは Intel の Golden Cove または Raptor Cove マイクロアーキテクチャ (それぞれ第 12 世代または第 13 世代によって異なります) に基づいており、Rocket Lake (第 11 世代) チップで使用されている古い Cypress Cove コアの後継です。

P コアは通常、ゲームや重い処理負荷などの重いタスクや、通常はシングルコアのパフォーマンスが役立つその他のワークロードを処理します。以前、Intel チップのコアが同一だったときは、PC のすべての命令がすべてのコア間で均等に分割されていました。さらに、P コアはハイパースレッディングを提供します。つまり、各コアには 2 つの処理スレッドがあり、負荷をより適切に処理します。

Intel E Coreとは何ですか?

P コアは、私たちが長年知っているコアと実質的に同じです。ここでの本当の主役は、この CPU 設計に実際に新たに追加された Intel E コア、つまり効率コアです。 P コアが注目を集める一方で、E コアは他の種類の日常的なタスクを処理するために一歩後退しています。

E コアは P コアよりも小さく、性能も劣りますが、同時に消費電力も少なくなります。彼らの焦点は、電力効率とワットあたりの最高のパフォーマンスの達成にあります。それで、E-core は具体的に何をするのでしょうか? P コア構成と組み合わせると、P コアをほとんどの時間空けて、より重いワークロードを処理できるようにしながら、マルチコアワークロードやその他の種類のバックグラウンドタスクを処理できます。

Intel の第 12 世代および第 13 世代チップでは、E コアは Intel の Gracemont マイクロアーキテクチャに基づいています。これは、一部の Pentium Gold および Celeron ラップトップチップに搭載されている Tremont の後継です。これらがどこから来たのかは、すでにご存じだと思います。これらは、主に低クロック速度 (一部のモバイルチップでは 700 MHz 程度) で動作する低電力コアです。低電力コアであるにもかかわらず、Intel は前世代のコアと比較したパフォーマンスを誇示することを好みます。

P コアと E コア: どのように連携するのでしょうか?

Intel によれば、第 12 世代チップの P コアは、同社の第 11 世代チップのコアよりも 19% 優れたパフォーマンスを提供し、第 13 世代チップではそれがさらに向上しています。さらに、Intel E-core も劣っていません。 Skylake チップと同じ電力で、40 パーセント優れたパフォーマンスを提供します。 Skylake アーキテクチャは 2015 年に導入されましたが、一部の古いゲーム用コンピューターではまだ広く使用されているため、低電力であるはずのコアとしてこれはまったく悪くありません。

この新しいハイブリッドコアレイアウトにより、Intel は CPU パフォーマンスゲームのトップに再び君臨します。ゲームに最適であるだけでなく、E コアと P コアの組み合わせにより、生産性にも優れています。その点では、実際には「パフォーマンスコア対効率コア」という問題ではなく、パフォーマンスコアと効率コアがどのように連携して全体的なパフォーマンスを向上させるかが問題になります。

ベンチマークテストでは、新しい Intel チップは驚異的なシングルコアパフォーマンスと信じられないほどのマルチコアスコアを示し、その驚くべき新たな汎用性を実証しました。 Intel チップは驚異的なシングルコア性能で知られていますが、マルチコアでは AMD に遅れをとっているとよく非難されます。この傾向は、新しいコアレイアウトによって変化します。

前にも述べたように、AMD はこれが勝利の戦略であることを知っています。 Ryzen 7000 にはまったく同じ Zen 4 コアレイアウトが搭載されていますが、Ryzen 8000 チップは発売時に同様のハイブリッド CPU アーキテクチャが搭載されると噂されています。