Intel は本日 Computex で、同社の Core Ultra シリーズのノート PC 用プロセッサの次期製品となる Lunar Lake を発表し、当初は Qualcomm の影に隠れていた AI 搭載 Copilot+ PC の新世代の幕開けとなりました。
すでにご存知の方はここで止めてください。Intelは低消費電力を最優先に考えています。おそらく、Qualcommが発表したばかりのSnapdragon X Eliteからのプレッシャーを感じているのでしょう。しかし、Lunar Lakeの設計にいくつかの調整が加えられたことで、省電力化とパフォーマンス向上が実現しました。これには、すべてのEコアを低消費電力アーキテクチャに移行することも含まれます。Intelの「Battlemage」の中核を成すXe2 GPUも搭載されています。そして、ハイパースレッディングは？もうありません。
しかし、ノートパソコンの購入を検討している皆さんにとって、かなり大きな変更点があります。IntelがDRAMをチップパッケージに組み込むようになったのです。そう、PCのメモリです。今のところ、Lunar Lake搭載ノートパソコンを購入すると、DRAMは16GBと32GBのどちらかを選択できますが、後からアップグレードすることはできません。
はい、AIは存在します。CEOのパット・ゲルシンガー氏がComputeの基調講演で述べたように、「すべてのデバイスがAIデバイスになります。すべての企業がAI企業になります。」
この記事では Lunar Lake について深く掘り下げていきますので、興味のあるセクションに進んでください。Intel は最終的に Lunar Lake を、非公式の第 15 世代 Core チップである Intel Core Ultra Series 2 として販売すると予想されます。
Intel Computex 2024に関する追加ニュース:
- インテルの最新ノートパソコンは交換可能なメモリを廃止
- Intel、Lunar Lake CPUでハイパースレッディングを廃止
- インテルのLunar Lakeは実はTSMCで製造されている
- インテルの次期デスクトップチップ「Arrow Lake」は今秋出荷予定
Lunar Lake: 台湾製?
まず、はっきりさせておきたいのは、IntelはComputexでLunar Lakeを発表しましたが、これはまだ製品ではありません。Intelは初期生産段階に取り組んでいますが、Lunar Lake（そしておそらくラップトップ）の出荷は第3四半期以降になるということです。
ノートPCベンダーの関係者によると、9月6日から始まるベルリンの見本市IFAが発表会場になると予想されている。インテルのデスクトップ向けプロセッサ（そしておそらくゲーミングノートPC向けのモバイル向けチップ）の次期バージョンであるArrow Lakeも今年中に発表される予定で、IFAと同時期に発表される可能性がある。
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IntelのMeteor Lakeは複数のタイルを備えた比較的複雑なチップでしたが、Lunar Lakeはよりシンプルな設計です。タイルは4つありますが、重要なのは2つだけです。コンピュートタイル（TSMCの3nmクラスのN3Bプロセスで製造）とプラットフォームコントローラータイル（TSMC N6、旧式の7nmプロセス）です。さらに、「フィラー」タイルと呼ばれる、チップの残りの部分を埋めて反りを防ぐための構造的な「空白」シリコン片があります。これらはすべて、チップ間の相互接続を提供するパッシブインターポーザー（「ベース」タイル）上に搭載されています。
これは大きな変化です。Intelはこれまで、Lunar Lakeを18Aプロセスで製造される「オングストローム」世代の初製品として位置づけてきました。Meteor Lakeは、Intelが自社工場とTSMCのタイルを混在させた初めての製品です。しかし、ここで重要なのは、当初の約束通り、コンピュートタイルがIntelのIntel 4プロセスで製造されたことです。幹部によると、Lunar LakeではベースタイルのみがIntelで製造され、組み立てはIntelが担当しています。
「私の上司であるパット（インテルCEO、ゲルシンガー）が18Aについて少し話したのを聞いたことがあると思いますが、私たちはこのプロセスを最大限に活用する軌道に乗っています」と、インテルのクライアントコンピューティンググループ担当エグゼクティブバイスプレジデント兼ゼネラルマネージャー、ミシェル・ジョンストン・ホルトハウス氏は述べています。「B0シリコンを市場に投入し、今年（第3四半期）には生産開始予定です。」
Appleに続く：オンパッケージメモリ
ノートパソコンを購入すると、PCメーカーがメモリを搭載します。はんだ付けされている場合もあれば、将来的にメモリを増設できるスロットが付いている場合もあります。Lunar Lakeでは、メモリがチップパッケージ自体に内蔵されています。
Appleは近年、M3ベースのMac（最大128GBの統合メモリを搭載）と、それに続くM4ベースのiPadで、オンパッケージメモリを搭載することで知られています。そして今、Intelもこの流れに加わります。Lunar Lakeは16GBと32GBのLPDDR5Xメモリ（2ランク構成でチップあたり最大8.5ギガビット転送）を搭載し、マザーボードの面積を最大250平方ミリメートル削減します。
「私は、どうすれば最高の薄型軽量PCを作れるかを考えました。そして、メモリオンパッケージをお客様と一緒に開発することが、何よりも望まれていた第一歩でした」と、インテルのクライアントコンピューティンググループ担当上級副社長兼クライアントビジネスグループゼネラルマネージャーのジム・ジョンソン氏はインタビューで語った。
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「技術的な側面としては、エコシステム内の競合に対抗できる、卓越したノートパソコンを目指しています」とジョンソン氏は付け加えた。「そして、まさにそれを実現したのです。16GBと32GBの組み合わせが最適だと考えています。もちろん、それ以上の容量拡張はできませんが、これは今後のアーキテクチャの基盤となるものであり、将来的にはこれらのオプションも提供していく予定です。」
メモリをアップグレードできないのが嫌だったり、メモリ構成をもっと増やしたいと考えているなら、そういった選択肢が登場するかもしれません。ジョンソン氏は「ロードマップの次の展開では、より伝統的な選択肢が提供されるようになるでしょう」と述べました。他のインテル幹部によると、これはLunar Lakeの後継であるPanther Lakeを指しているとのこと。
低電力 DDR DRAM は CPU のできるだけ近くにはんだ付けする必要があるため、メモリの交換も実際に可能にするアップグレード可能なモジュールである LPCAMM2 が最近導入されなければ、Intel の決定は理にかなっています。
Lunar Lake e-coreは現在すべて低消費電力です
IntelのLunar Lakeは、お馴染みのCPU設計に2つの大きな変更を加えています。まず、「Skymont」効率コアと呼ばれるものは、前世代のMeteor Lakeに搭載されていた低消費電力Eコアを搭載していません。Skymont Eコアはすべて、実質的に低消費電力Eコアです。
しかし、さらに大きな変更点があります。ハイパースレッディングは全面的に無効化されています。パフォーマンス上の理由から、すべてのコアには単一のスレッドが関連付けられています。「Lion Cove」と呼ばれるパフォーマンスコアでさえ、シングルスレッドです。これについては後ほど詳しく説明します。
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Lunar Lakeには4つのEコアと4つのPコアが搭載されています。Intelフェローであり、新しいSkymont Eコアの主任設計者であるStephen Robinson氏は、少なくともこの世代においてはEコアは「ブリック」として考えるべきだと説明しました。つまり、Lunar Lake製品はそれぞれ4つのEコアのブロックで構成されることになります。つまり、6つのEコアを搭載したLunar Lakeチップは、ほとんどあり得ないと言えるでしょう。
Lunar Lake の E-core には、幅広いマシン デコードとアウトオブオーダー エンジン、4 つのコアすべてで共有される 4MB のレベル 2 キャッシュなど、アーキテクチャ上の大幅な強化が数多く施されていますが、そのパフォーマンスの向上は驚くべきものです。
Lunar LakeのEコアは、お馴染みのトレードオフを特徴としています。つまり、同じ消費電力で、より低い消費電力で動作させるか、大幅に高いパフォーマンスで動作させるかのどちらかです。低消費電力コアは、Meteor LakeのEコアの3分の1の消費電力で動作させるか、あるいは1.7倍という大幅なパフォーマンス向上を実現できます。
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ロビンソン氏によると、ピーク負荷時におけるLunar LakeのEコア性能は、Meteor Lakeのほぼ2倍に達するという。マルチスレッド性能（Lunar Lakeの4つのEコアは、Meteor Lakeの2つの低消費電力Eコアの2倍）では、ピーククロック速度で2.9倍、あるいは4倍に達する。
Skymont Eコアをデスクトップコンピューティングタイルに搭載した場合、固定小数点演算と浮動小数点演算の両方で、第13世代Core CPUタイルであるRaptor Coveを約2%上回るパフォーマンスを発揮します（多少のばらつきはありますが）。Lunar Lakeはデスクトップアーキテクチャではありません。これは、次世代IntelデスクトップチップであるArrow Lakeのパフォーマンスを示唆するヒントとなるかもしれません。
残念ながら、 IntelはLunar Lakeのクロック速度について言及していません。今のところは、チップ自体の設計についてのみ言及しています。
Intel Thread Director により Windows の制御が強化される
IntelのThread Directorも、Lunar Lakeではありがたいことに簡素化されています。Thread DirectorはWindowsオペレーティングシステムと連携し、タスクをどのコアに、いつ、どこに送るかを決定します。Lunar Lakeでは、タスクはまずEコアに割り当てられます。Eコアが満杯になった場合、またはワークロードがEコアの能力を超えた場合は、Pコアにルーティングされます。
ご想像のとおり、ここにはちょっとした工夫があります。「OSコンテインメントゾーン」の作成です。ユーザーは長年、例えばゲームをプレイする際にチップのすべてのPコアでプレイするように指定できるコントロールを求めてきました。ユーザーがこのような指定を行えるかどうかは明確ではありませんが、OS側はそうするでしょう。例えば、Microsoft TeamsにはOSコンテインメントゾーンが設けられ、アプリはEコアでのみ動作し、Pコアにはアクセスしないようにすると、IntelフェローのRajshree Chabukswar氏のプレゼンテーションで述べられています。
その結果、チームの電力は35パーセント削減されたとチャブクシュワール氏は語った。
Lunar LakeのPコアはハイパースレッディングを阻害する
Lunar LakeのパフォーマンスコアであるLion Coveは、Meteor LakeのPコアであるRedwood Coveよりも14%高速です。しかも、これは大きな変更点です。IntelはLunar Lake全体でハイパースレッディングを無効にしました。そう、ハイパースレッディングとは、約20年間Intelのチップの定番であったSMT技術です。
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では、なぜハイパースレッディングを廃止したのでしょうか？IntelのPコア担当シニアプリンシパルエンジニア、オリ・レンペル氏によると、Intelの目標はシングルスレッド性能の最適化であり、チップ上のワット当たり面積当たりの性能を最大化することを目指していたとのことです。ワット当たりの性能が低いとバッテリー寿命が短くなり、面積当たりの性能が低いと製造コストが増大します。
レンペル氏は、ハイパースレッディングはパフォーマンス重視の部品やデータセンターには理にかなっていると指摘した。しかし、ハイパースレッディングのロジックと関連チップのための物理的なスペースが必要となる。しかし、Lunar Lakeのターゲットである薄型軽量ノートPCでは、ハイパースレッディングをオフにした状態で、ハイパースレッディング対応プロセッサと比較して、ワット当たりの性能が15%、面積当たりの性能が10%向上することを発見した。
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P-Coreには他に2つの重要な変更点があります。1つ目は、Lunar Lakeでパフォーマンスを増減する必要がある場合、より緩やかに調整されるようになったことです。現在、Intelプロセッサは100MHz単位で増減しますが、Lunar Lakeは16.67MHz間隔で増減します。2つ目は、Intelが小型の「AI」コントローラーを追加したことです。このコントローラーはシステムをリアルタイムで監視・監視します。Lunar Lakeシステムは、電力と速度を段階的に微調整することで、ユーザーのパフォーマンスとバッテリー駆動時間を最大化します。
セキュリティの観点から、IntelはIntelシリコンセキュリティエンジンとIntelグラフィックスセキュリティコントローラーに「パートナーセキュリティエンジン」を追加しました。このパートナーセキュリティエンジンとは、Xboxの保護に成功したMicrosoft-AMD共同セキュリティエンジンであるPlutonです。
Xe2のデビューの時が来た
Intelは世代を重ねるごとに統合GPUの性能を着実に向上させてきましたが、Lunar Lakeでは大きな飛躍を遂げました。Xe2グラフィックスアーキテクチャの初搭載です。Intelフェローのトム・ピーターセン氏は、Lunar LakeにXe2が搭載されていることを確認しました。これは、後に「Battlemage」というコードネームで呼ばれるデスクトップ向けディスクリートGPUにも搭載される予定のアーキテクチャです。
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繰り返しになりますが、IntelはXe2のクロック速度、メモリ、Lunar Lakeの実装の詳細など、具体的な内容については語っていません。しかし、Lunar LakeのXe2実装とMeteor Lakeの統合GPUの比較について、より一般的な概要を提供しました。
ピーターセン氏は、Xe2 アーキテクチャを「ゲームとの互換性が高く、利用率も高い」と表現しました。
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IntelのXe2コアは再設計され、8基の512ビットベクターエンジンに加え、8基の2048ビットXe Matrix Extension（XMX）エンジンを搭載しています。これらのエンジンは、1クロックあたり2,048回のFP16演算と4,096回の8ビット整数演算を実行可能で、どちらも従来のグラフィックスだけでなくAIにも使用できます。レイトレーシングユニットも改良されています。
Lunar Lakeでは、IntelはGPUに8基のXeコア、64基のベクターエンジン、2つのジオメトリパイプラインを搭載しています。これにより、Intelは前世代と同じ消費電力で1.5倍のパフォーマンスを実現できると考えています。
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「より高い出力での性能についてお話しするのは許可されていないと思います」とピーターセン氏は付け加えた。
Lunar Lake ディスプレイ エンジンは、HDMI 2.1 (最大 8K60 HDR 10 ビット)、DisplayPort 2.1 (3 つの 4K60 ディスプレイ)、およびゲーム用の 360Hz 1440p ディスプレイを可能にする新しい eDP 1.5 接続の 3 つのディスプレイ パイプを提供します。
Intelは「パネルリプレイ」と呼ばれる技術も開発しており、これはディスプレイパネルの自動リフレッシュ技術の進化形です。アダプティブシンクディスプレイは、入力されるコンテンツに合わせてパネルのフレームレートを調整し、ジャダーやティアリング（画面の乱れ）を排除します。パネルリプレイも同様の機能を備えています。例として挙げたのは映画ですが、パネルは本来の60Hz（またはそれ以上）ではなく、24fpsで放送される映画に合わせてタイミングを自動調整する必要があります。
パネルリプレイは、特定のフレームを繰り返し表示する必要があることを認識します。この場合、ディスプレイエンジンは不要なCPUコアと、場合によってはメモリをオフにすることができます。GPUは必要なフレームをキューに保持するだけです。
ビデオコーデックにも新機能が追加されました。Lunar LakeはAV1ビデオコーデックのコーディングとデコードに加え、高度なビデオコーデックであるVVC（H.266）のデコードもサポートしています。ピーターセン氏によると、AV1は従来のHEVCファイル形式と比較してファイルサイズが約40%縮小され、VVCのファイルサイズはAV1ファイルの約90%になります。ただし、VVCのファイルサイズはAV1よりも大幅に複雑です。
Lunar LakeのNPU：ついにCopilotの登場
当然のことながら、Lunar Lake の主な焦点は AI であり、大幅に改良された「NPU 4」コアを備えています。
私たちはAI機能の奇妙な交差点にいますが、Lunar Lakeはまさにその交差点に位置しています。ほとんどの人は、Windows Copilot、GoogleのAI Overviews、ChatGPT、その他のサービスを通じて、クラウド上のAIしか利用したことがありません。チップメーカーはユーザーがローカルAIを使えるようにしたいと考えています。ネイティブAI機能を搭載したCopilot+ PCは今月下旬に出荷開始予定ですが、当初はQualcommのSnapdragon X Eliteチップのみを搭載します。
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IntelのAI PCの当初のビジョンを信じた顧客は、少しがっかりするかもしれません。現在のMeteor LakeノートPCは、NPUからわずか11.5 TOPSしか生成できず、MicrosoftのCopilot+プログラムに必要な40 TOPSを大幅に下回っています。一方、Lunar Lakeに搭載された新しい「NPU 4」は、単体で48 TOPSを生成します。つまり、Lunar Lake PCは出荷時にCopilot+に対応しますが、Meteor Lake AI PCは対応していません。
さらに読む:マイクロソフトのCopilot+ PC推進は既存の「AI PC」を凌駕する
何が新しくなったのか？Meteor LakeのNPUには2つの推論パイプラインがありました。Lunar Lakeには6つのパイプラインがあり、それぞれがAI処理の基盤となる積和演算（MAC）エンジンの量を3倍に増やしています。つまり、同じ消費電力でパフォーマンスが2倍になるということです。AI処理は本質的に大量の特殊な行列演算とベクトル演算で構成されており、Intelは専用ブロックの追加を開始しました。「SHAVE DSP」と呼ばれるのは1つのベクトルエンジンで、ベクトル性能を12倍に高めます。つまり、IntelはSHAVEによってPC上でローカルに実行されるLLM（AIチャットボット）のパフォーマンスが向上すると述べています。
Intelは、Lunar LakeがCPU（5 TOPS）、GPU（67 TOPS）、NPU（48 TOPS）で合計120 TOPSの性能を備え、強力なAI機能を提供すると確信しています。しかし、残念ながら、これはより重要な点を見落としています。ほとんどのアプリケーションは1つのチップを選択し、3つすべてを同時に使用することはありません。
しかし、すべてではありません。Intelはデモで、NPUとGPUを連携させることで、Stable Diffusionの20回の反復処理をMeteor Lakeの約4分の1の時間で、しかも低消費電力で実行できることを示しました。
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Lunar Lakeの通信技術：Wi-Fiをセンサーとして活用するなど
意外なことに、Lunar LakeはThunderbolt 5のデビュープラットフォームではないようです。しかし、Wi-Fi 7とBluetooth 5.4を統合し、無線チャネル間のホッピングによってスループットを向上させる拡張マルチリンクシングル無線（eMLSR）技術を搭載します。さらに、Wi-Fi無線を一種のレーダーとして利用する、Wi-Fi Sensingと呼ばれる画期的な新技術も搭載されています。
インテルのフェローであり、インテルのクライアントコンピューティンググループのワイヤレスCTOであるカルロス・コルデイロ氏によると、インテルはラップトップメーカーに対し、すべてのThunderboltポートをラップトップの片側に集めること、ThunderboltポートとUSB-Cポートの混在をなくすこと、そしてすべてのThunderboltポートに適切なラベルを貼ることなどを強く推奨しているという。これらはずっと前に実現されるべきだったことだ。（Lunar LakeもThunderboltポートを2つから3つに増やし、Thunderbolt Shareスニーカーネットを搭載する予定だ。）コルデイロ氏は、Thunderbolt 5が今年後半にインテルのシリコンに搭載されることを示唆しており、これはおそらくArrow Lakeのことを指すだろう。
興味深いことに、 Thunderbolt 5 ではスループットが向上します。Cordeiro 氏によると、Thunderbolt 5 SSD は、Thunderbolt 4 ポートを備えた Lunar Lake PC で実際に 25% 高いパフォーマンスを実現します。
Wi-Fi 7はMeteor Lakeにも搭載されていましたが、より完全に統合され、消費電力も削減されています。IntelはLunar Lakeプラットフォームのコントローラータイルとワイヤレスの間に11Gbpsの小型インターフェースを組み込み、将来を見据えた接続を実現しました。
Intel WiFi無線は2.4GHz、5GHz、6GHzの3つの帯域で通信できますが、これらの帯域は混雑し、データスループットが低下する可能性があります。Intelはこの問題を解決するために、拡張マルチリンク・シングルオペレーション（eMLSO）と呼ばれる技術を開発しました。eMLSOは基本的に単一の周波数に集中しますが、特にその周波数が混雑した場合、定期的に他の周波数をリッスンします。この技術は、無線の通信を混雑していない周波数に切り替えます。
DDRメモリ自体がWi-Fi干渉を引き起こす可能性があることをご存知ですか？Intelは、干渉を防ぐためにメモリのクロック周波数を動的に調整する「RF干渉緩和」と呼ばれる技術を使用しています。
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WiFi Sensingは、送信用と受信用の2本のアンテナを使用します。ノートパソコンは基本的に無線データを送信し、もう1本のアンテナで様々な物体（具体的にはあなた）からの反射を「検知」します。WiFi Sensingテクノロジーは、ユーザーが離れていくのを検知すると、コンピューターをロックし、ディスプレイを消灯します。その後、ユーザーが近づくと、ディスプレイが起動します（ただし、コンピューターのロックは解除されません）。
「子供でも、大柄な人でも、それが魔法の別の形です」とコルデイロ氏は言う。「モデルを再学習させることで、近づいてくる人のサイズを認識できるようになります。」
ちょっと怖いですね！IntelはWi-Fi Sensingに関してさらに大きな計画を描いていますが、実際に市場に投入されるかどうかは不明です。「将来のPCは、ユーザーの動きやジェスチャーを検知し、心拍数や呼吸数をモニターしたり、アクセサリが左右どちらにあるか、いくつあるかなどを認識できるようになるでしょう」とIntelは述べています。
IntelのUnisonも強化され、タブレットコントロール、Unisonにアクセスできないスマートフォンへのクイック接続、ユニバーサルホットスポット機能が追加されます。後者の機能はWindowsに既に搭載されているため、Unisonがどのような機能を提供するかは不明です。
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最後に、Lunar Lake は PCIe 経由で Bluetooth を実行できるため、Bluetooth デバイスにアクセスする時間が節約されると Cordeiro 氏は述べています。
総じて言えば、Lunar LakeはモバイルPCプロセッサの本質的な刷新と言えるでしょう。しかし、QualcommのSnapdragon X EliteやAMDのRyzen AI 300が控えている中で、Lunar LakeはノートPCにおける伝統的なリーダーシップを維持できるでしょうか？今後の展開に注目です。
ゲルシンガー氏が本日述べたように、「これは PC 市場にとって 25 年間で最もエキサイティングな瞬間です。」
