モバイル向け新Core iシリーズのCPU性能をじっくり調べてみた：「VAIO F」2010年春モデル3台で検証（2/4 ページ）

[鈴木雅暢（撮影：矢野渉），ITmedia]

GMA 4500MHDをパワーアップした「Intel HD Graphics」

モバイル向け新Core iシリーズ（Arrandale）システムのブロック図。デスクトップ向け新Core iシリーズ（Clarkdale）と異なり、PCI Express x16と排他でDisplayPortの直接出力（eDP：Enbedded DisplayPort）が行える。液晶ディスプレイ向けのLVDS出力に対応するのもモバイル向けチップセットのみの機能だ

　一方、GPUダイは従来の45ナノメートルプロセスルールで製造されており、メモリコントローラやPCI ExpressコントローラもこのGPUダイに統合されている。

　GPUコアは「Intel HD Graphics」と名付けられており、従来のIntel GM45 Express系チップセットに内蔵されていたGPUコア「Intel GMA 4500MHD」をベースに改良を加えたものだ。描画処理を行うシェーダが10基から12基へと増えているほか、2ストリームの同時デコードへの対応などが加わり、3D描画性能、動画再生機能ともにパワーアップした。なお、GPUコアの動作クロックはモデルよって異なるが、CPUコア同様にTBにより、温度や負荷状況に応じて自動的に動作クロックが可変する。

　GPUダイに統合されているメモリコントローラはDDR3-1066（PC3-8500）のデュアルチャンネルアクセスに対応し、メモリ帯域は超低電圧版ではDDR3-800（PC3-6400）までの対応にとどまる。グラフィックスインタフェースとしてPCI Express 2.0コントローラ（16レーン対応）も統合しており、別途外部GPUを接続することも可能だ。

　内蔵GPUの出力は、通常はFDI（Intel Flexible Display Interface）というインタフェースからチップセットに送られて出力されるが、デスクトップ向けの新Core iシリーズ（Clarkdale）にはないモバイル向け新Core iシリーズ（Arrandale）のみの機能として、PCI Express x16レーンの代わりに、DisplayPort出力を（FDIとチップセットを経由せず）直接行う機能（eDP：Enbedded DisplayPort）も用意されている。

　将来的にノートPC内蔵液晶ディスプレイのDisplayPortによる接続、および液晶の直接駆動が可能となった場合にこれを利用すれば、大幅なチップ削減が可能となる。この場合にはPCI Express x16は無効となり、代わりにDisplayPortとPCI Express x1が有効化される。

Intel G45／GM45 Express内蔵グラフィックスコア「Intel GMA 4500MHD」と新Core iシリーズ（Arrandale）内蔵グラフィックスコア「Intel HD Graphics」の機能比較。デュアルストリームのビデオデコードへの対応や、シェーダ（EUs）の10基から12基への増加、階層Zバッファ／高速Zバッファクリア、Windows 7への最適化など、動画機能、3D描画機能ともにパワーアップした

ディスプレイ出力インタフェースを備えた最新チップセット

　新Core iシリーズ（Arrandale）に合わせて、企業向けのIntel QM57 Express／Intel QS57 Express、コンシューマー向けのIntel HM57 Express／Intel HM55 Expressと合計4種類のチップセットもリリースされている。

　新Core iシリーズ（Arrandale）では、従来のCore 2システムにおいてチップセットのノースブリッジが扱っていた、メモリコントローラ、GPUコア、外部グラフィックスインタフェース（PCI Expressコントローラ）といった機能がすべてCPUに統合された。

　そのため、チップセットといっても実質的にはCore 2システムのサウスブリッジにあたるICH（I/O Controller Hub）に近い機能を備えた、ワンチップのPCH（Platform Controller Hub）で構成され、CPUとは2Gバイト／秒の帯域を持つDMI（Direct Media Interconnect）で接続される。

新Core iシリーズと組み合わされるチップセットのPCHは、左の通常版と右のSSF（Small Form Factor）版が用意されている

左に新Core iシリーズ、右にSFF版PHCのBGAパッケージを並べたイメージ。SSF版のPHCはモバイルノートPC向けだ

　モバイルCore i7（Clarksfield）とともにリリースされたPM55、ICH9Mも含め、基本的な機能の違いは下図と下表を見てもらいたい。表ではQM57とQS57がまったく同じ機能を持つが、クアッドコアのCore i7（Clarksfield）に対応する前者に対し、対応しない後者という関係となっている。

　これら新チップセットに共通する特徴は、CPUに統合されたGPUからのディスプレイ出力を受け取るインタフェース（Intel FDI）と、それを実際にディスプレイに出力するインタフェースを持っていることだ。

　ノートPCの液晶ディスプレイはLVDSのインタフェースで出力されるが、これはCPUから直接出力されるのではなく、FDIを経由してチップセットから出力される。FDIはDisplayPortのプロトコルをベースにしたものだが、D／A変換が必要なアナログRGB出力や、HDMIやDVIなど信号振幅の大きなデジタル出力方式にも対応させるため、このようなシステムとなっている。

　ちなみに、LVDS出力のサポートはモバイル向けチップセットのみで、デスクトップ向けのH57／H55では省かれている。CPUに統合されたGPU機能を使わないならば、ディスプレイ出力機能は不要なため、FDIを搭載していないPM55と新Core iシリーズ（Arrandale）の組み合わせでも利用可能だ。

新Core iシリーズ（Arrandale）とともに発表された新チップセットと、従来のPM55チップセットとの機能比較。これだけではQM57とQS57の区別がつかないが、既存のクアッドコアCore i7（Clarksfield）に対応するQM57に対し、対応しないQS57という関係のようだ。「Graphics Support with PAVP 1.5」のPAVPとは「Protected Audio Video Path」の略。Blu-ray Discタイトルなど著作権保護されたコンテンツのデジタル出力をサポートした映像／音声出力機能を示す

Core 2シリーズ（Penryn）世代から、新Core iシリーズ（Arrandale）世代へのプラットフォームアーキテクチャの進化を示すブロック図。新Core iシリーズ（Arrandale）はメモリコントローラに加えて、グラフィックスインタフェースとGPUコアも統合しているため、従来のチップセットのノースブリッジにあたる部分が不要となり、従来の3チップソリューションから、CPU＋1チップの2チップソリューションへと変化している

モバイル向けチップセットの仕様
モデル名	QM57／QS57	HM57	HM55	PM55	ICH9M
FDIサポート	○	○	○	−	−
ディスプレイ出力	LVDS、CRT、DisplayPort、DVI、HDMI、SVDO	LVDS、CRT、DisplayPort、DVI、HDMI、SVDO	LVDS、CRT、DisplayPort、DVI、HDMI、SVDO	−	−
USB 2.0	14ポート	14ポート	12ポート	14ポート	12ポート
Serial ATA（3Gbps）	6ポート	6ポート	6ポート	6ポート	6ポート
AHCIサポート	○	○	○	○	○
RAID 0／1／5／10サポート	○	○	−	○	−
PCI Express	8レーン（2.5GT／秒）	8レーン（2.5GT／秒）	6レーン（2.5GT／秒）	8レーン（2.5GT／秒）	6レーン（2.5GT／秒）
Intel AMT	○	−	−	−	−
TDP	3.5W	3.5W	3.5W	3.5W	2.5W

システムレベルでの消費電力はCore 2 Duo世代より低い

　消費電力も気になるところだ。各モデルのTDP（熱設計消費電力）は最初の表にも掲載しているが、通常電圧版が35ワット、低電圧版が25ワット、超低電圧版が18ワットとなっている。Core 2 Duo（Penryn）では低電圧版が17ワット、超低電圧版が10ワットだったので一見、上昇しているようだが、新Core iシリーズ（Arrandale）のTDPは、CPUだけでなくGPU、メモリコントローラ、PCI Expressコントローラも含めたTDPである点がポイントだ。

　CPU統合のGPU機能を利用するならば、CPUとワンチップ構成チップセットの2チップですみ、そのぶんシステムトータルでのTDPは低くなる。例えば、CULVノートPCでもおなじみのCore 2 Duo SU9400のシステムは、チップセットのGS45＋ICH9M-SFFを加えたTDPが24.5ワットになるのに対し、Core i7-640UMならば、HM57（HM55）チップセットを加えるだけで同等機能のシステムとなり、合計のTDPも21.5ワットと低くなる。別表にいくつか代表的な構成例のTDPの合計値をまとめたので、参考にしてほしい。

主な構成別のシステム合計TDP
CPU＋チップセット＋GPUの構成	CPU	チップセット（ノースブリッジ）	サウスブリッジ	外部GPU	合計
Core i7-820QM＋PM55＋GeForce GT 230M	45W	3.5W	0W	23W	71.5W
Core i7-620M＋HM55	35W	3.5W	0W	0W	38.5W
Core i5-540M＋HM57＋GeForce G210M	35W	3.5W	0W	14W	52.5W
Core i5-540M＋HM55	35W	3.5W	0W	0W	38.5W
Core i7-640UM＋HM57	18W	3.5W	0W	0W	21.5W
Core 2 Extreme QX9300＋PM45＋ICH9M＋GeForce GT 230M	45W	7W	2.5W	23W	77.5W
Core 2 Duo T9900＋PM45＋ICH9M＋GeForce GT 230M	35W	7W	2.5W	23W	67.5W
Core 2 Duo P8800＋PM45＋ICH9M＋GeForce G210M	25W	7W	2.5W	14W	48.5W
Core 2 Duo P8800＋GM45＋ICH9M	25W	12W	2.5W	0W	39.5W
Core 2 Duo SU9400＋GS45＋ICH9M-SFF	10W	12W	2.5W	0W	24.5W