「VAIO Pro」を“徹底解剖”して見えた真の姿：VAIO完全分解＆開発秘話（後編）（5/7 ページ）

[前橋豪, 撮影：矢野渉，ITmedia]

TDP Upには対応しないが、必要なときにターボがかかるCPU

　VAIO Proの店頭モデルは、CPUにCore i5-4200U（1.6GHz／最大2.6GHz）を採用。直販のVOMモデルでは、より高速なCore i7-4500U（1.8GHz／最大3.0GHz）も選択できる。いずれもデュアルコアCPUで、Hyper-Threadingによる4スレッドの同時実行、Turbo Boost 2.0による自動クロックアップが可能だ。

　第3世代Coreで同グレードのCPUと比較して、新命令のAVX2（Advanced Vector Extensions 2）をサポートしたソフトウェアであれば、浮動小数点演算のピーク性能は大幅に上がるが、現状の利用シーンにおけるCPUのパフォーマンスはそう変わらない。

　宮入氏は「Haswellの省電力や省スペース性を存分に生かすならば、VAIO Z（Z2）のような通常電圧版のCPUは2チップ構成で消費電力も高くなるため、従来のIntel Coreとは違って薄型ノートPCで不利な要素が大きすぎる。パフォーマンスを確保しつつ、小型軽量、バッテリーといった全体のバランスを考慮した結果、UシリーズのこれらのCPUが最適だった。TDPが11.5ワットとさらに低いYシリーズのCPUもVAIO Pro 11の検討候補に挙がったが、結局は性能面やVAIO Pro 13との仕様共通化によるメリットを考慮し、Uシリーズに統一している」と、採用の理由を説明する。

同時発表の「VAIO Duo 13」は、VAIO Proよりパフォーマンス寄りのチューニングだ。特にCore i7-4650U（1.7GHz／最大3.3GHz）選択時では、大幅に性能が向上する

　同時発表のVAIO Duo 13では、同じUシリーズでもよりグレードの高いCPUを選択できるが、「テクノロジーリーダー的な位置付けのVAIO Duo 13は、パフォーマンスを強めにしてcTDP（Configurable Thermal Design Power：設定可能な熱設計電力）による性能向上（いわゆるTDP Up）もサポートしているが、VAIO Proは携帯性を重視しているので、そこまで対応できる冷却容量を持ち合わせておらず、TDP上昇の仕組みを使っていない。VAIO Proの強みを維持するうえで、これがベストの選択となる」（宮入氏）との回答だ。

　一方、低負荷時にTDPを下げて省電力化する、いわゆるTDP Downは利用可能だ。小坂氏は「CPUの消費電力とクーラーに搭載した温度センサーからボディ表面の温度を算出し、我々のスペックに収めるよう、動的にパワーリミットの値を落とす設計にした」と解説する。

　とはいえ、TDPは必ずしも15ワットより上昇しないわけではなく、「仕様上でTurbo Boostのメカニズムでも15ワットは超える」（小坂氏）という。放熱設計を最適化した結果、TDP Upによる性能上昇部分はサポートしないということだ。

　具体的に、小坂氏は「CPUだけを使っており、グラフィックスをあまり使っていないシーンでは、CPUクロックがしっかり上がる。温度が高い環境でもアプリの起動などは、瞬間的にTurbo Boostでパフォーマンスが出るように設計した。逆にベンチマークテストのように高負荷が続くと、パフォーマンスは下がるときもある。しかし、実用面を考えると、アプリの起動やPDFファイルを開くレスポンスといった部分にフォーカスしたほうがよい、という判断でチューニングした」と説明し、パフォーマンスの最適化を強調する。

　VAIO Pro 13とVAIO Pro 11が採用するCPUは同じだが、ボディサイズなどの都合に合わせて、CPUクーラーはそれぞれ違うものを採用している。VAIO Pro 11のヒートパイプが1本と簡素な作りなのは、第4世代CoreのYシリーズを検討していたころの名残だろう。ただし、CPUファンはVAIO Pro 13のほうが4ミリ厚と薄くできている。

VAIO Pro 13（写真＝左）とVAIO Pro 11（写真＝右）のCPUクーラー。VAIO Pro 13は銅製のヒートパイプ2本をCPUと接続しており、VAIO Pro 11より放熱設計に余裕がある。VAIO Pro 11のCPUクーラーは簡略化してあるが、今回採用した第4世代CoreのUシリーズを十分放熱できるという

VAIO Pro 13から取り外したCPUクーラーの表（写真＝左）と裏（写真＝右）。CPUクーラーには温度センサーを搭載する。このセンサーを用いて、ボディ表面の温度をシミュレーション結果から算出し、高温下では動的にパワーリミットの値を落とす

CPU内蔵グラフィックスはなぜIntel HD Graphics 4400を選んだか？

　グラフィックス機能はCPU内蔵のIntel HD Graphics 4400を採用。3種類が用意される第4世代Coreの内蔵グラフィックスのうち、ミドルレンジのGT2グレードに該当するものだ。実行ユニット（Execution Unit）の数は20基と、上位グラフィックスの「Iris」ブランド（GT3）が持つ40基の半分だが、第3世代Core内蔵グラフィックスのIntel HD Graphics 4000（16基）より多い。DirectX 11.1に対応し、動作クロックは1.0GHzまで上昇する。

「VAIO Z（Z2）」は、これまでノートPC本体に内蔵していたGPUと光学ドライブを専用ドッキングステーションの「Power Media Dock」に移した、2ピース構成のシステムだった。VAIO Proはこうした仕様を採用していない

　やはり第4世代CoreのUシリーズを搭載したUltrabookでは、VAIO Z（Z2）のように外部GPUを採用するという選択肢はなかったのだろうか？　小坂氏は「選択肢がまったくないわけではない。Haswellは外部GPU用のPCIe x16を省いているが、その他のPCIeをGPU用に割り当てることはできる。ただし、VAIO Proは外部GPUで3Dゲームをバリバリ遊ぶような方がターゲットではないので、今回はCPU内蔵グラフィックスを利用した」と答える。

　なお、VAIO Duo 13はGT3のIntel HD Graphics 5000も選択できるが、GT2のIntel HD Graphics 4400にとどめたのは、やはり携帯性重視の中でのバランスを追求した結果だ。「ターゲットユーザーにとって、CPU内蔵グラフィックスの性能がどこまで必要かと検討し、このグレードを選択した。CPU内蔵グラフィックスはパワーシェアリングの関係にあり、グラフィックスがクロックアップすれば、CPUがクロックダウンする。また、TDP Upをサポートしないため、Irisまでの描画性能は不要と結論づけた」（小坂氏）という。

メモリはオンボードでもデュアルチャンネル動作

　メモリは1.35ボルトで動作するDDR3L SDRAM（DDR3L-1600）を採用する。待機中にDRAMがデータ保持のために行うセルフリフレッシュ時の消費電力を抑えるLPDDR3やDDR3L-RSといった新しいメモリ規格も存在するが、宮入氏は「普及していて消費電力が低いことから、DDR3Lを選択した」と語る。

　DDR3L SDRAMはメモリモジュールの形ではなく、メイン基板上にオンボードで実装している。片面に4チップずつ合計8チップが載っており、容量が4Gバイトと8Gバイトの構成でチップの個数が変わることはない（8Gバイトを選択できるのは、VAIO Pro 13のVOMモデルのみ）。

　VAIO Pro 11のメモリ容量は4Gバイトに固定だが、「バッテリー容量が32ワットアワーとVAIO Pro 13（37ワットアワー）より限られており、特にスリープ時はメモリの消費電力が支配的になるため、実使用におけるモビリティを重視し、バランスのよい4Gバイトを推奨している」（宮入氏）という。

　メモリチップ1個あたりのバス幅はx16となっており、両面8チップでしっかりデュアルチャンネル動作する仕様だ。小坂氏は「x8のDDR3Lは、低コストだが、チップ数が増えて消費電力も上がる。x32のDDR3Lは、チップ数と消費電力を減らせるが、コストが高い。VAIO Proのサイズや消費電力を考えた場合、x16のDDR3Lはベストだと思う」と、採用の理由を明かした。

　なお、メイン基板裏にあるキーボード面は平らなので、パーツの配置と高さの制約が一定になるが、オンボード実装してギリギリの高さに収まるメモリを採用し、基板上で最も厚みが出るヒートパイプを本体が厚くなる奥側に配置することで、なんとかこの薄型軽量ボディに詰め込んでいる。

DDR3L-1600 SDRAMを用いており、4Gバイトもしくは8Gバイトをオンボードで実装している。メイン基板の片面に4チップずつ、両面に合計8チップを搭載し、デュアルチャンネルアクセスにも対応する