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Core i7/i5全貌解明
TEXT:宮崎真一
最新チップセットは1チップ構成!?
Intel P55で変わったチップセットとCPUの関係
imageLGA1156プラットフォーム用のチップセットとして投入されたIntel P55。PCHという新たな名が与えられ、これまでの同社のチップセットとは構成を異にしている。ここでは、その役割と機能について解説してゆく。
North Bridge機能がなくなり 1チップ構成になったP55
 Intel P55は、LGA1156版のCore i7とCore i5に対応した最新のチップセットだ。LGA1366版Core i7にはメモリコントローラが内蔵されているが、LGA1156版Core i7/i5ではさらにPCI Expressコントローラを内蔵した。そのため、P55チップセットは従来のチップセットとはそのあり方が大きく異なる。

 たとえば、Intel P45はNorth BridgeにあたるMCHと、South BridgeにあたるICHの二つのチップで構成されていた。この点はMCHからIOHに変わったX58でも共通だ。しかし、メモリコントローラに加えてPCI ExpressコントローラまでもCPUが内蔵したことでP55ではNorth Bridgeにあたる機能が必要なくなり、PCHによる1チップ構成となった。

 Intel P55(PCH)は、本ページ下部で示したチップセットダイヤグラムを見ても明らかなように、Serial ATAやUSBといった入出力関係のデバイスの制御を行なうのが主な役割で、よく見てみると従来のICHに相当していることが分かる。ICH10シリーズと比べると、USB 2.0のポート数が増加しているなどの違いはあるものの、基本機能は変わらない(PCI Expressコントローラが2.0対応となったが速度は2.5GT/sにとどまり、実質的には1.1と同じ)。さらに、CPUとチップセットをつなぐシステムバスが、これまでMCH(またはIOH)とICHを結ぶために使われていたDMI(Desktop Management Interface)であることからも、位置付け的にICHと同等と言えるだろう。
image1チップ構成になったP55チップセット
左はIntel P55チップセットを搭載したマザーボード。North BridgeとSouth Bridgeの2チップ構成だった今までのIntel製チップセットと異なり、チップセットが一つしかないのが分かる。LGA1156版のCore i7/i5はメモリコントローラとPCI ExpressコントローラをCPUが内蔵しているため、North Bridge機能はCPU自身が持つことになった。基板裏面などを見れば、CPUソケットからメモリスロットとPCI Express 2.0 x16スロットへと配線が延びているのを確認できる。唯一のチップとなるPCHはICHと同等の扱いだ
Intelチップセット比較表
North Bridge機能 Intel P45 Intel X58 Intel P55
対応CPUソケット LGA775 LGA1366 LGA1156
システムバス FSB QPI DMI
システムバス転送レート 1.333GT/s 6.4GT/s 2.5GT/s
システムバス帯域 10.66GB/s 25.6GB/s 2GB/s
メモリインターフェース DDR2/DDR3 CPU内蔵(DDR3) CPU内蔵(DDR3)
PCI Express(レーン数) 16 36 8
対応するICH ICH10シリーズ ICH10シリーズ なし(1チップ構成)
South Bridge機能 ICH10R P55
Serial ATAインターフェース 6 6
PCI Express レーン数(バージョン) 6(1.1) 8(2.0)
USB 2.0 12 14
LAN 1 1
Intelチップセットの名称
imageMCH(Memory Controller Hub)
Intel P45などでNorth Bridge機能を司るチップ。メモリコントローラを内蔵することが名称のゆえんとなっている。また、PCI Expressコントローラも備えている
imageIOH(I/O Hub)
Intel X58でのNorth Bridge的存在。メモリコントローラはCPUに移ったため、PCI Expressコントローラの機能がメインとなっている
imageICH(I/O Controller Hub)
South Bridgeとして機能するサブチップ。Serial ATAやUSB、LANなどといったI/O関係のデバイスの制御を行なう。RAID対応/非対応などのバリエーションがある
imagePCH(Platform Controller Hub)
Intel P55として投入されたPCHは1チップ構成を採用している。メモリとPCI ExpressコントローラがCPUに移ったため、その役割は実質ICHと同じである
 ただし、1チップ構成になったことで消費電力の面で大きなアドバンテージが生まれた。P45(MCH+ICH)のTDP(熱設計電力)は26.5W、同様にX58(IOH+ICH)はTDP 28.6Wだ。P55(PCH)ではMCH/IOHが有する機能がCPU側に内蔵されたためTDPは4.7Wになった。加えて、CPUはチップセットよりもプロセスルールが微細なことなどから、より少ない電圧でメモリ/PCI Expressコントローラを動作させることができるというメリットもある。もちろんVRMやオンボードデバイスなど、マザーボードの消費電力はチップセットだけに左右されるものではない。とはいえ、P55のシステムがP45やX58のそれに比べて、低消費電力になっていることは明らかだ。

 また、これまでICHシリーズには無印やRなどのバリエーションがあり、RAID機能の有無などを設け、差別化を図っていた。しかし、現状のLGA1156プラットフォームはP55チップセットのみである。そのため、P55搭載マザーボードのすべてがRAIDとAHCI機能を有するようになったことも注目すべき点だ。

 一方、注意したいのがP55チップセットの不具合だ。Intel関係者の話によれば、USB 1.1対応のオーディオ機器やUSB接続のマウスやキーボードなどが混在している環境だと、正常にデータを転送できない場合があると言う。ただ、それぞれのUSBデバイスが別の系統のポートに接続されていれば問題は起きないそうなので、この症状に遭遇した場合は接続ポートを変えてみるとよいだろう。なお、USB 2.0対応機器であればこの不具合は起きない。また、P55の次期リビジョンでは対策が施されるそうだ。
imageP55マザーはほぼすべてRAIDに対応
ICHと違い差別化のためのバリエーションが用意されていないP55(PCH)。P55搭載マザーのほとんどがRAIDに対応する
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P55で2GPUのフルレーン動作を実現するnForce 200
 LGA1156版のCore i7とCore i5は、CPU自身がPCI Expressコントローラを内蔵しているが、そのレーン数は16しかない。ビデオカードを1枚で使う分にはちょうどよいが、2枚以上を必要とするマルチGPU構成を採るにはレーン数を分割しなければならない。そのため、多くのP55マザーボードは、2本のPCI Express 2.0 x16スロットをそれぞれ8レーン動作させることでマルチGPU機能を実現している。

 しかし、性能を求めるならそれぞれが16レーンで動作するフルレーンでの帯域を確保したい。そこで、NVIDIAのPCI Express用スイッチチップである「nForce 200」を搭載することで、フルレーンでのマルチGPU機能を利用できる。実際にレーン数が増えるわけではないが、PCI Express 2.0 x16スロットに搭載されたビデオカードの信号をnForce 200が切り換えることで、実質16レーン×2での動作を実現できるのだ。また、p.49で紹介しているASUSTeK P7P55 WS SupercomputerのようにnForce 200を使って8レーン×4とし、4GPU構成でのCrossFireXに対応させることもできる。
imagePCI Expressコントローラのレーン数を擬似的に倍にできるnForce 200。同チップを採用することでCrossFireXやSLIといったマルチGPUをフルレーンで利用可能
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