Intelの最新世代デスクトップおよびモバイルCPU（コードネームIvy Bridge）が本日デビューします。当社のテストでは、これらのチップは消費電力を大幅に削減しながら、全体的なパフォーマンスが適度に向上し、グラフィックス性能も大幅に向上しました。
同社の22ナノメートル・トライゲート製造プロセスで製造されたこの新しいCPUは、わずか160mm²のダイ面積に14億個のトランジスタを搭載しています。CPUには、再設計されたIntel HD 4000グラフィックス・プロセッシング・ユニットが搭載されており、これまでで最高の統合型グラフィックス性能を実現します。実際、当社のテストでは、HD 4000グラフィックスはエントリーレベルのディスクリート・グラフィックスカードをはるかに凌駕するパフォーマンスを示しました。
現在、Ivy Bridgeチップは主にデスクトップパソコンと一体型パソコンに搭載されています。市場に最初に投入されるIvy Bridgeチップは、これらのシステムや、高性能なデスクトップ代替ノートパソコンに最適な高出力モデルとなります（このセグメントにもIvy Bridgeモデルがいくつか搭載される予定です）。デュアルコアで低出力モデルが市場に投入されるまでには、さらに6週間ほどかかるため、薄型軽量で日常的に使える手頃な価格のノートパソコンの大部分は、それまでは新しいチップにアップデートされないでしょう。
では、新しいパソコンにIvy Bridge CPUが搭載されているかどうかは、どうすればわかるのでしょうか？「第3世代Coreプロセッサ」というブランド名を探してください。また、モデル番号でも判別できます。「Core i5」または「Core i7」の後に3000番台が付くシステムはIvy Bridgeを搭載しており、2000番台が付くシステムはSandy Bridgeを搭載しています。つまり、例えばCore i5-2600Kは現行世代のSandy Bridgeプロセッサで、Core i5-3550は新しいIvy Bridgeモデルです。
Ivy Bridgeに高いお金を払いますか？そうではありません。パーツを買って自作する愛好家は、供給不足の時期には最初は少し高い金額を支払うかもしれませんが、Ivy Bridgeチップを搭載した完全なシステムと、現在Sandy Bridgeを使用している同様の構成のシステムとの間に、大きな価格差は期待できません。
適度なパフォーマンスの向上
Intel は、Core i7-3770K は、同様のクロックの Core i7-2700K Sandy Bridge CPU よりも、プロセッサを集中的に使用するほとんどの作業を約 5 ～ 10 パーセント高速に実行できると見積もっており、当社のテストでも概ねそれが裏付けられています。
PC World Labsは、3つのプラットフォームでWorldBench 7を実行しました。ベースラインシステムは、3.4GHzで動作し、Turbo Boost時の最大クロックは3.8GHzのIntel Core i7-2600K（2700Kではありません）を搭載しています。また、ベースラインシステムには、Nvidia GeForce GTX 560 Tiのディスクリートグラフィックカードも搭載されています。
以下に3つのシステムの比較を示します。Core i7-3770Kは新しいIvy Bridgeプロセッサで、Intel HD 4000統合グラフィックスとGeForce GTX 560 Tiグラフィックスカードの両方でテストされました。Core i7 2600Kは、GeForce GTX 560 Tiグラフィックスカードを搭載した現行世代のSandy Bridgeプロセッサです。これは、WorldBenchスコア100が何点であるべきかを判断するために使用した「ベースライン」のWorldBench 7システムです。
両システムにディスクリートグラフィックカードを搭載した場合、Ivy Bridge CPUはベースラインを10%上回るスコアを記録しました。これは、わずか3%のクロックレート差では到底及ばない大きな差です。また、Intel HD 4000 GPUのみを搭載したIvy Bridgeシステムでも、Core i7-2600Kよりも約4%高いスコアを記録しました。WorldBench 7には3Dゲーミンググラフィックテストが組み込まれていないことにご注意ください。Ivy Bridgeのグラフィックス性能に関する詳細については、Ivy Bridgeグラフィックスに関する特集記事をご覧ください。
全体的に見ると、Ivy Bridge CPUは同等のSandy Bridge CPUよりもわずかに優れたパフォーマンスを発揮しつつ、消費電力は全体的に低いようです。これはデスクトップPCでは大きなメリットですが、真のメリットはラップトップPCで得られるでしょう。パフォーマンスの向上と消費電力の低減が相まって、ラップトップPCのバッテリー駆動時間が長くなり、パフォーマンスも向上する可能性があります。
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インテルは「ティック・トック」モデルと呼ぶ製品設計を採用しています。「ティック」とは、新しい製造プロセス（今回の場合は22nm）の導入を指します。「トック」とは、インテルが既存の製造プロセスを用いて新しいマイクロアーキテクチャを出荷することを意味します。現世代のCore i5/i7 Sandy Bridge CPUはまさに「トック」の典型でした。
ということは、新しいIvy Bridgeプロセッサは単なる「変更点」に過ぎないということでしょうか？新しい製造プロセスでも同じことでしょうか？それはほぼ真実です。Ivy Bridgeのx86 CPU部分は、現在のSandy Bridgeアーキテクチャにわずかな変更を加えただけです。しかし、Ivy Bridgeに搭載されているGPUは大幅に再設計されています。
基本速度と送り
表面的には、Ivy BridgeはSandy Bridgeと驚くほど似ているように見えます。デスクトップCPU製品ラインの2つのハイエンドモデルを比較すると、表面的な違いはほとんど見当たりません。
| 特徴 | アイビーブリッジ（Core i7-3770K） | サンディブリッジ（Core i7-2700K） |
|---|---|---|
| ベースクロック周波数 | 3.5GHz | 3.5GHz |
| 最大ターボ周波数 | 3.90GHz | 3.90GHz |
| 共有L3キャッシュサイズ | 8MB | 8MB |
| グラフィックス基本周波数 | 650MHz | 850MHz |
| グラフィックス最大ダイナミッククロック | 1150MHz | 1350MHz |
| 最大サポートメモリクロック | 1600MHz | 1333MHz |
| 熱設計電力（TDP） | 77W | 95W |
| ダイサイズ | 160mm 2 | 216mm 2 |
すぐに目に付く2つの重要な違いは、Ivy Bridgeの真髄を物語っています。リファレンスクロック周波数において、Ivy Bridgeの定格消費電力は77Wであるのに対し、Sandy Bridgeは95Wです。また、ダイサイズは160mm 2で、Sandy Bridgeよりも25%小さくなっています。Ivy Bridgeは、ウェハあたりのダイ数で見ると、Sandy Bridgeよりも電力効率が高く、製造コストも安価です。Core i7-3770Kは発売時のIvy Bridgeラインナップのハイエンドモデルであり、3.4GHzのCore i7-2600KはSandy Bridge発売当初のハイエンドモデルでした。そのため、今後、より高クロックのIvy Bridge CPUが登場する可能性が高いでしょう。
もう一つの興味深い違いは、2つのグラフィックコア間のクロック周波数の差です。Ivy BridgeのGPUはSandy Bridge GPUよりも200MHz遅く動作します。しかし、Ivy Bridge HD 4000 GPUは、実行ユニット（Ivy Bridgeは16個、Sandy Bridgeは12個）とテクスチャユニット（Ivy Bridgeは2個、Sandy Bridgeは1個）が多いため、パフォーマンスが向上しています。Ivy Bridgeグラフィックスのアーキテクチャ変更の詳細については、関連記事をご覧ください。
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Ivy Bridge プロセッサの機能強化
22nmプロセスへのダイシュリンクに加え、IntelはIvy Bridge向けにSandy Bridgeアーキテクチャにいくつかの調整を加えました。これらの調整の多くは、クロックあたりの命令数を増やすことで命令効率を向上させる取り組みも含め、スペックシートを見ただけでは明らかではありません。
Ivy Bridgeの興味深い点の一つは、新しいグラフィックエンジンがチップのどれほど大きな部分を占有しているかです。メモリコントローラーとディスプレイI/Oを加えると、Ivy Bridgeはほぼシステムオンチップ（SoC）と言えるでしょう。ただし、ネットワーク、USB、ストレージ用のオンチップI/Oは搭載されていません。
新機能の一つは、高度なオンチップデジタル乱数生成器の搭載です。この追加により、鍵生成の予測可能性が低減され、全体的な暗号化セキュリティが向上します。DRNGは新しいCPU命令によって公開されるため、より高度な乱数生成を必要とするあらゆるアプリケーションで使用できます。スーパーバイザモード実行保護は、プロセッサに対する特定の種類のマルウェア攻撃から保護するために設計されたもう1つの新機能です。
Ivy Bridgeの設計における最大の焦点は、おそらく電力効率の向上です。主な改良点は以下のとおりです。
- DDR メモリ I/O 電力ゲーティング:プロセッサがディープ スリープ状態に入ると (短いアイドル期間中でも実行可能)、メモリ I/O に必要な電力が最小限に抑えられます。
- 設定可能な TDP (熱設計電力)：特定の CPU 製品で複数の TDP ポイントをサポートできるため、OEM はパフォーマンスを最大化しながら、さまざまな熱エンベロープを持つケースに CPU を組み込むことができます。
- 電力を考慮した割り込みルーティング:この長い説明は、単に生のパフォーマンスを最大化するためではなく、電力効率のニーズに基づいてアプリケーションのタスクまたはスレッドを特定の CPU コアにルーティングできることを意味します。
メモリのよりきめ細かい周波数調整や、より高い乗数比などの追加機能は、主にオーバークロックやアンダークロック機能をより細かく制御したいオーバークロッカー向けに用意されています。
Z77プラットフォーム
新しいCPUに加え、新しいチップセット、Intel Z77も登場します。IntelはZ77でついにネイティブUSB 3.0をコアロジックに追加し、最大14個のUSBポートをサポートします。そのうち最大4個はUSB 3.0（SuperSpeed）に対応しています。
Intelは、マザーボードのチップセット（実際にはI/Oコントローラハブに過ぎない）をプラットフォームの一部としか見ていません。Ivy Bridge CPU自体に内蔵された統合メモリコントローラとPCI Expressコントローラが、プラットフォームのもう半分を構成しています。Sandy Bridgeと同様に、Ivy Bridgeはグラフィックスに使用可能な16本のPCI Expressレーンを備えています。16本のレーン全てが、搭載されている1枚のグラフィックスカードに割り当てられます。2枚目のGPUを追加すると、各グラフィックスカードは8本しか使用できなくなりますが、PCIe 3.0で利用可能な全体的な帯域幅を考えると、ほとんどのユーザーはこの構成でパフォーマンスの限界を感じることはないでしょう。
I/O コントローラ ハブは、さらに 8 つの PCI Express レーンを追加しますが、Z77 I/O コントローラを経由して Intel の DMI インターフェイスを経て CPU に到達すると、グラフィック カードに期待される以上のレイテンシが追加される可能性があるため、これらのレーンはグラフィックではなく、オーディオやネットワークなどの拡張カードに使用する方が適しています。
追加のPCIeレーンはThunderbolt I/Oにも使用される可能性があり、PCユーザーにThunderboltインターフェースを提供するのに役立ちますが、すべてのマザーボードがThunderboltコネクタを搭載しているとは限りません（例えば、テストに使用したGigabyte Z77-UD3マザーボードにはThunderboltが搭載されていませんでした）。いずれにせよ、Thunderboltは現在と同様に、独立したコントローラチップを必要とします。ディスプレイのサポートは拡大し、最大3台の独立したディスプレイを同時に完全にサポートします。
ストレージサポートには、最大2つの6Gbps SATAポートと4つの3Gbps SATAポートが含まれます。一部のマザーボードには、IntelのRapid Storageテクノロジー機能が搭載されている場合があります。この機能により、ユーザーは小型のソリッドステートドライブ（SSD）を標準ハードドライブの高速かつ永続的なキャッシュとして追加できます。Rapid Storageは、Intelの以前のZ68チップセットで初めて採用されました。
Z77はIvy Bridgeプラットフォームのハイエンドに位置します。IntelはH77とZ75チップセットも出荷予定ですが、これらはおそらく低価格プラットフォーム向けに設計されるでしょう。どちらもThunderboltなどの一部の機能が削除されているか、PCI Expressグラフィックカード1枚のみのサポートとなっています。
