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その他の特集（2011年）

激突！Bulldozer vs. Sandy Bridge

震撼性能！　Sandy Bridgeに死角なし!!

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CPU対決

TEXT：鈴木雅暢

消費電力を比較する

　CPUにとって、性能と並ぶくらい重要な要素となっているのが、消費電力だ。Core 2 Duoが大ヒットしたのも、Pentium Dの1/2～2/3という低いTDPのインパクトが大きかった。それだけ静音、低消費電力へのニーズは高い。

　最近のメインストリームCPUのほとんどは、EIST、Cool'n'Quietといった負荷の低いときにクロックと電圧を下げて消費電力と発熱を抑える省電力機能を搭載しているが、これはもともとモバイル向けCPUのために開発されたもので、静音低消費電力ニーズの盛り上がりに呼応してデスクトップ向けCPUにも搭載されるようになった。EISTとCool'n'Quietは似た機能ではあるが、Intelはデスクトップ向けのCPUではあまりクロックを低くまで下げない（Core 2 Duoの場合1.6GHz）のに対し、AMDのCool'n'Quietではより低く下げる（Athlon 64 X2で1GHz）。また、Intelは省電力機能を付加価値として位置付けているようで、バリュー向けのCPUには、Celeron/Celeron Dはもちろん、モバイル向けのCeleron Mにも一度も搭載されたことがない。

　下のグラフは、EISTのONとOFFで消費電力の違いを見たもの。EISTがONの場合は、OFFの場合に比べてアイドル時で16W、高負荷時でも17Wもシステムの消費電力が下がっており、かなりの効果があることが見て取れる。ちなみに、Windows Vistaでは、ハードウェアがこういった省電力機能をサポートしている場合は、デフォルトで有効になるようになっている。「コントロールパネル」の「電源オプション」にある「電源プラン」で「高パフォーマンス」を選択すると無効にすることができる。

　さて、各CPUの消費電力の比較を見てみよう。さらに下のグラフは、それぞれのCPUを搭載したシステム全体の消費電力を、アイドル時と高負荷時（PCMark05 Build 120のCPUテスト実行時）に分けて、ワットチェッカーを使って計測したものだ。各種CPUの省電力機能は有効にしている。

消費電力の計測はサンワサプライのワットチェッカーで行なっている

EIST

Enhanced Intel SpeedStep Technology。CPUの負荷に応じて動的に動作クロックと駆動電圧を変化させることで、消費電力と発熱を下げる機能。モバイル向けからの転用だが、デスクトップPC向けでは下げ幅が小さく、Core 2 Duo Eシリーズでは、1.6GHzが下限。

Cool'n'Quiet

モバイル向けのAMD CPUに搭載していた省電力機能「PowerNow！」のデスクトップ版。CPU負荷に応じて動作クロックと駆動電圧を変化させ、消費電力／発熱を抑える。EISTよりもクロックの下げ幅は大きく、最低で1GHzまで下げる。

Extended HALT（C1E）

HALTは、CPUの停止命令。CPUはこの停止命令を受けると「HALTパワーダウン」という省電力モードへと移行し、動作を停止する。Extended HALTでは、このときに自動的にクロックと電圧を下げ、消費電力を抑制する。

Thermal Monitor2

Intelの一部CPUに導入されている保護機能。CPUが一定温度以上になると自動的にCPUの動作クロックを2/3程度に下げ、またCPUコア電圧も下げることで、CPUの温度上昇を防ぎ、システムの強制終了などの事態の発生を防ぐ。

Dynamic Power Coordination

モバイル向けのCore 2 Duo Tシリーズは、CPUコアそれぞれが独立してC0～C4の省電力ステートに入れる。ちなみに、C0＝ノーマル、C2＝Sleep（内部クロック停止）、C3＝Deep Sleep（バス停止）、C4＝Deeper Dleep（キャッシュ停止）である。

PSI

Processor Power Status Indicator。Core 2 Duo TシリーズがサポートするCPUが省電力ステートに入ったことをチップセットに知らせる信号。VRMのロードを最適化し、プラットフォームレベルで電力を削減し、バッテリ駆動時間の延長に貢献する。

　結果を見てみると、高負荷時にもっとも消費電力が大きいのは、TDP 125WのAthlon 64 X2 6000+。次がTDP 95WのPentium D 915、その次がTDP 105WのCore 2 Quad Q6600、TDP 86WのCeleron D 356と、だいたいTDPどおりに並んでいる。同じTDP 65WどうしとなるCore 2 Duo E6600/E6400とAthlon 64 X2 3800+の比較では、省電力機能が効くアイドル時は、より低いクロックまで下げるAthlon 64 X2のほうが少し低いが、ピーク時ではCore 2 Duoのほうが逆に少し低く、クロックや性能を考えれば、断然優秀と言える。

　PCの消費電力を考えるときは、必ず性能と一緒に考えなければならない。たとえば、50WのCPUで5時間かかる処理を、100WのCPUを使うと1時間で終わってしまい、その後待機状態で休ませることができるならば、結果的に、消費電力の高い後者のほうが消費電力が低くすむわけだ。上記は極端な例だが、性能も含めた電力効率は無視できない要素と言える。

　下のグラフの数値は、PCMark05 Build 120のCPUテストのスコアを、高負荷時の消費電力で割って算出したもの。つまり、電力1WあたりのPCMarkスコアである。これで見ると、上位はすべてCore 2シリーズのCPUで占められており、Core 2シリーズの電力効率の優秀さが改めて際立っている。消費電力だけで見ると2番目に高いCore 2 Quad Q6600は、実はCore 2 Duo E6600に次いで2番目に電力効率が高いCPUであり、決してむだな電力を消費しているわけではないことが分かる。一方、数値がよくないのは、旧アーキテクチャのPentium D、Celeron D、そしてSempronで、すべて低価格品である。高級品と低価格品の差が明確に表われていると言える。

BIOS設定でEISTの有効／無効を確認できないマザーボードを使っている場合は、CPU情報ユーティリティのCPU-ZでCPUクロックが負荷に応じて変動しているかどうかを確認すればよい

Windows Vistaの電力管理機能では、BIOSでEISTやCool'n'Quietが有効になっていると自動的にそれらの機能が利用される

モバイル向け並みの低消費電力を実現する特別モデル

AMD

Athlon 64 X2 Energy Efficient 3800+

実売価格：50,000円前後

URL：http://www.amd.com/jp-ja/

Athlon 64 X2は、ノーマルモデルとは別に、Energy Efficentと呼ばれる低電圧駆動の低消費電力モデルを用意している。このAthlon 64 X2 3800+ Energy Efficentは TDP 35Wとモバイル向けCPU並みの低消費電力を達成しているが、ノーマルモデルよりかなり割高だ。

コア数：2
動作クロック：2GHz
システムバス：2,000MHz
2次キャッシュ：512KB×2
64bit技術：AMD64