Intel の「Arrow Lake」プロセッサ計画にはデスクトップ チップとラップトップ チップの両方が含まれており、既存の「Lunar Lake」ラップトップ プロセッサと、本日発売される Core Ultra 200S デスクトップ プロセッサの上に 2 つの新しいパフォーマンス層が生まれます。
インテルは、デスクトップ向けプロセッサ「Arrow Lake-S」と、ノートPC向けプロセッサ「Arrow Lake-HX」および「Arrow Lake-H」の3つの異なる製品ファミリーの計画を発表しました。Core Ultra 200S(Arrow Lake-S)ファミリーの受注は10月24日から開始されますが、ノートPC向けプロセッサの出荷は2025年第1四半期を予定しています。1年前、インテルは10月の発表イベントで第14世代デスクトッププロセッサを発表し、その後、CES 2024で低消費電力のデスクトップ向けプロセッサを発表しました。
3つのArrow Lakeファミリーはすべて、エネルギー効率を非常に重視しています。Intelクライアントコンピューティンググループのゼネラルマネージャー兼製品マーケティングおよびマネジメント担当バイスプレジデントであるジョシュ・ニューマン氏によると、Arrow Lakeは平均して前世代と比較して消費電力を30%削減し、第14世代と比較してマルチスレッド性能を約10%向上させるとのことです。そして、Arrow LakeはIntel初のNPUとAIを統合したデスクトップチップです。
Arrow Lakeは、Intelのタイル型プロセッサ設計をデスクトップにもたらします。Core Ultraチップ、Meteor Lake、そしてLunar Lakeの要素を両方備えながらも、Arrow Lakeの最大の魅力は低消費電力です。Intelによると、実使用時の消費電力は従来の第14世代Coreチップの最大半分で、性能は「同等」とのことです。
現実世界では、これは第14世代Coreよりもゲームパフォーマンスが低下することを意味するかもしれません。それでも、IntelはArrow Lakeのグラフィックスパフォーマンスは前世代の2倍に向上していると主張しています。Arrow Lake-SとArrow Lake-HXチップは統合GPUのパフォーマンスをそれほど重視していません。ただし、ディスクリートGPUと組み合わせられることは認識されています。
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Intelの今回の展開計画はこれまでとは異なります。通常はチップの基盤となるアーキテクチャについて説明しており、この記事でもその概要をお伝えしています。しかし本日、IntelはCore Ultra 200S(Arrow Lake)ファミリーの速度、価格、そしてパフォーマンスについても公開しました。これについては別途記事で取り上げています。
これはArrow Lakeの仕組みよりもマニアにとって興味深い情報かもしれませんので、そちらのレポートもぜひご覧ください!IntelがAI機能に古くて低速なNPUを選んだ理由、そしてハイパースレッディングがArrow Lakeから再び削除された理由についても詳しく説明しています。
Arrow Lake: Lunar LakeのCPUをデスクトップPC向けに再利用
アーキテクチャ的には、Intel幹部はデスクトップ向けArrow Lake-Sチップとノートパソコン向けモバイルArrow Lake-HXを、基本的に同じチップの2つのバージョンとして捉えています。パッケージング、消費電力、そしてその他のソフトウェアの調整が異なりますが、それ以外は同一です、とArrow Lakeの製品マーケティングマネージャーであるGreg Boots氏は述べています。注目すべきは、これがIntelのデスクトップラインナップにおいて初の「ディスアグリゲート型」CPUであり、「チップ」を単一のプロセッサパッケージ内に集められたタイルに分割している点です。
Arrow Lakeは、コンピューティング、GPU、SOC、I/Oタイルに加え、安定性を高めるための「フィラー」タイルと「ベース」タイルで構成されており、これらはすべてIntelのFoverosテクノロジーを用いて単一パッケージ内で接続されています。ベースタイルを除くすべてのタイルは、Lunar Lakeと同様にTSMCで製造されています。コンピューティング(TSMCのN3B)、GPU(TSMCのN5P)、I/OおよびSOCタイル(TSMCのN6)はすべて、Intelの1227.1ベースタイルに接続されています。Core 200Sファミリーはすべて125Wの電力を消費し、ターボモードでは最大250Wを消費します。

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現時点では、両チップのコンピューティングタイルには、パフォーマンスコア(Lion Cove)と効率コア(コードネームSkymont)がそれぞれ異なる数ずつ搭載されています。IntelはひそかにEコアの優先順位付けを開始し、タスクを最初にEコアに割り当てています。Skymontは「効率」コアではありますが、IntelはEコアにメインストリームのタスクを割り当てる傾向を強めています。
Lion CoveコアとSkymontコアはどちらも、Lunar Lakeに搭載されたものと同じLion CoveコアとSkymontコアですが、追加の調整が加えられています。各PコアのL2キャッシュ容量は、第14世代Coreの2MBから3MBに増加しました。Intelは実行ポートの増加など、内部的な工夫を施しましたが、消費電力とスペースを節約するためにハイパースレッディングは廃止されました。
Lunar Lakeと同様に、Arrow Lakeチップはシングルスレッドのワット当たり性能と面積当たり性能を最大化するように設計されました。言い換えれば、Intelはチップを可能な限り小型化し、電力効率を高めながら、シングルスレッド性能を最大化しようとしているのです。シングルスレッドのみを有効にすることで消費電力を最小限に抑え、シングルスレッド性能はAppleのMシリーズチップがMac OSを軽快に動作させるために採用している技術の一つでもあります。Intelは電力と性能のバランスをとるために「AI」電力管理システムを採用しています。しかし、複数のPコアとEコアはゲーム用途を念頭に置いて設計されているとBoots氏は述べています。

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Boots社によると、Arrow Lakeは第14世代Coreチップと比較して、同じクロック速度で約9%高速に動作するはずだという。(これは9%のIPC向上、またはクロックあたりの命令数とも呼ばれ、設計のみによる改善を表す。)
Skymont Eコアには、命令キューの深化からレイテンシの低減まで、内部的に多くの改良が施されています。Intelはまた、AI性能を向上させるために実行ユニットを追加し、第14世代Coreチップの2倍の性能を実現しました。
Intelは、spec_rate2017ベンチマークで測定したところ、Skymont(Arrow Lake)Eコアのシングルスレッド整数パフォーマンスはGracemont(第14世代Pコア)と比較して32%向上し、シングルスレッド浮動小数点パフォーマンスは72%以上向上したと推定しています。マルチスレッド整数パフォーマンスはGracemontよりも32%高速で、マルチスレッドパフォーマンスは55%高速です。

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IntelのThread Directorも改良されました。Lunar Lakeと同様に、タスクはまずEコアにルーティングされ、次にPコアにルーティングされます。これにより消費電力の削減が優先されます。Intelによると、この方法は以前の第14世代Coreチップよりもスマートで、ハードウェアベースの予測精度が向上し、タスクを適切なEコアにルーティングし、必要に応じて利用可能なPコアにルーティングします。また、Arrow Lakeの命令キューに新しいワークロードが投入された際に、これらのタスクのスケジューリングを改善できるよう、予測モデルも改良されています。
「これは、特定のタスクを、そのタスクに最も適した特定のコアに割り当てることができることを意味します」とブーツ氏は述べた。
特定のスレッドを特定のコアに手動でルーティングすることは依然としてできません。一方で、IntelはIntel Application Optimizationなどの技術をひっそりと推進しています。これはゲームを「認識」し、PCを即座にパフォーマンスコアに優先的に割り当てます。(Arrow Lakeの実世界パフォーマンスプレビューに掲載されている多くのゲームベンチマークでは、この機能が有効になっています。)
Arrow Lakeは、低電力状態でも一部のバックグラウンドタスクを実行できるモダンスタンバイを引き続きサポートしています。Arm支持者によると、これは必ずしも良いことではないとのことです。X86 CPUでは、これらのタスクの実行とスリープ状態からの復帰に問題が発生することがあるためです。しかし、Intelはこれらの省電力機能によってこの問題は克服できると考えています。
「大幅な電力効率の向上と、Thread Director に加えている変更、メモリ帯域幅の向上、効率的な GPU と NPU を組み合わせることで、ユーザーに信じられないほどのメリットをもたらします」と Boots 氏は語った。

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インテルの省電力機能を捨て去り、プロセッサを限界まで追い込みたいオーバークロッカーには、さらなる選択肢があります。最も簡単な方法は、インテルのエクストリーム・チューニング・ユーティリティ(XTU)を使用することです。これはAIを活用し、ユーザーのシステムをワンクリックでオーバークロックできます。しかし、オーバークロッカー向けの調整機能は他にもあります。インテルのクロック速度は現在、最小16.67MHzまで上げられるため、オーバークロッカーはわずかなステップでパフォーマンスを向上させることができます。また、タイルはすべて同じ速度で動作するわけではありません。
チップ内の異なるタイルはすべて独立してクロック制御できるようになり、タイル同士の通信速度さえも制御できるとブーツ氏は述べた。
インテルのデスクトップPCプロセッサがXe世代に移行
IntelのCore i9-14900HXチップ(Raptor Lake Refreshとも呼ばれる)は、Intelの第13世代Coreチップの伝統を継承しています。つまり、グラフィックスに関しては、iGPUパフォーマンスの基本的な構成要素として、Intelのレガシー実行ユニット(EU)が依然として採用されているということです(14900HXは32個のEUを搭載し、最大クロック周波数は1.65GHzでした)。Lunar Lake、そしてArrow LakeではXeコアが優勢になっていますが、Meteor Lakeに登場したのは第1世代のXe GPUです。

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それでも、Lunar Lakeは新しいArrow Lakeチップよりも強力な統合型iGPUを搭載しています。Lunar Lakeには、8基のXeコア、64基のベクターエンジン、4基のレイトレーシングユニット、2基のジオメトリパイプライン、そして8MBのL2キャッシュが搭載されていました。Arrow Lake-SとArrow Lake-HXチップは、これを4基のXeコア、64基のベクターエンジン、1基のジオメトリパイプライン、4基のレイトレーシングユニット、4MBのL2キャッシュに削減しています。それでも、これは第14世代Coreチップに搭載されているGPUの2倍以上の性能だとBoots氏は述べています。Arrow Lakeは、より高速なグラフィッククロック速度で動作します。Intelのゲームフレーム技術であるXeSSも搭載されています。
インテルの2番目のモバイルチップであるArrow Lake-Hが他と異なるのもこの点です。インテルはArrow Lake-Hについて多くを語っていませんが、第一世代のXeコアでありながら、堅牢なグラフィックエンジンを搭載しています。8つのXeコア、128個のベクターエンジン(インテルの統合GPUとしては現時点で最多)、128個のXMXエンジン、2つのジオメトリパイプライン、8つのレイトレーシングユニット、そして8MBのL2キャッシュを備えています。XMXはインテルのXe Matrix Extensions(Xeマトリックス拡張機能)であり、基本的にGPUが特定のAI命令を処理できるようにします。

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Arrow Lakeは、Arrow Lake-S、-HX、-Hチップで共通のディスプレイエンジンを採用しています。このエンジンは、最大1台のディスプレイに1080pまたは1440p(360Hz解像度)で出力できるほか、4台の4K60ディスプレイ、あるいは1台の8K60ディスプレイに出力できます。HDMI 2.1とDisplayPort 2.1に加え、組み込みDisplayPort(eDP)1.4にも対応しています。補完的なコーデックエンジンは、最大8K60を10ビットHDRでデコードし、8K120ビデオを10ビットHDRでエンコードできます。VP9、AVC、HEVC、そして新しいAV1コーデックは、エンコードとデコードの両方でサポートされています。
AIのチェックボックスをオンにする
繰り返しになりますが、モバイル向け、デスクトップ向けを問わず、これらの新しいチップはどれもCopilot+ AI搭載PCの基準となるTOPSのしきい値を満たしていません。AIに関しては、Arrow Lake-SとArrow Lake-HXはMeteor Lakeの「NPU 3」アーキテクチャのみを搭載しており、その性能は13TOPSです。これにIntelはCPUパワーで15TOPS、GPUパワーで8TOPSを追加し、合計36TOPSを実現しています。(Intelは8ビット整数、つまりINT8演算を用いて、1秒あたり兆回の演算回数(Trillions of operations per second)をTOPSとして測定しています。)MemryXなどの一部のAIアクセラレータは、より複雑な浮動小数点演算を兆回単位で実行します。
もう一方のモバイルチップであるArrow Lake-Hは、より強力なGPUエンジンを搭載し、独自の統合NPU 3エンジンで13TOPSの演算性能を発揮します。ただし、GPUは77TOPS、CPUは9TOPSの演算性能を発揮します。つまり、合計99TOPSの演算性能となります。

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Intelの新しいArrow Lake向け800シリーズチップセット
Arrow Lake には、PCI Express 5.0 と外部 I/O 用の Thunderbolt 4 ポートのペアの両方をサポートする新しい Intel 800 シリーズ チップセットが付属します。
Arrow Lake搭載のノートパソコンとデスクトップはどちらもDDR5-6400メモリを使用できますが、Lunar Lakeで採用されていた低消費電力のLPDDR5Xメモリはサポートされていないようです。チップセットはDIMMあたり最大48GB、合計192GBのメモリをサポートし、オプションでECCもサポートします。Lunar Lakeとは異なり、オンパッケージメモリは搭載されていません。
ただし、最新の接続規格は搭載されていません。それには理由があります。Intel 800チップセットには、48本のPCIeレーン(プロセッサから24本のPCIe 4レーン)、Wi-Fi 6E、Bluetooth 5.3が搭載されています。さらに、外付けSSDへの20Gbps接続専用レーン5本を含む、32本のUSB 3.2レーンも搭載されています。

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Boots氏とNewman氏は共に、IntelのPC顧客は通常、ベースプラットフォームに追加できる個別コンポーネントで差別化を図っていると述べた。つまり、顧客は必要に応じて、例えばIntelのThunderbolt 5個別コンポーネントやWi-Fi 7無線モジュールを購入できるのだ。しかし、近日発売予定のArrow Lake-Hモバイルプラットフォームには、Wi-Fi 7とBluetooth 5.4に統合された追加の接続機能の一部が搭載される。それ以外はすべて同じだ。もちろん、IntelのKillerネットワークソフトウェアはArrow Lakeで動作し、ネットワーク接続の優先順位付けに役立つ。
最後に、セキュリティについてです。Arrow Lake -Sと-HXはセキュアコアPCであり、PCのセキュリティを強化するための内部仮想化技術を備えています。また、リニアアドレス空間分離とIntel Silicon Security Engineも追加され、セキュリティが強化されています。
少なくともアーキテクチャの観点から言えば、Arrow Lake の真価はまさにこれです。次は、Arrow Lake / Core Ultra 200S チップ自体の実世界パフォーマンスをチェックし、実際の環境でのパフォーマンスを実際に確認することをお勧めします。