レビュー
ゲーム用途でのSandy Bridge徹底検証
Core i7-2600K/3.40GHz
Core i7-2600/3.40GHz
Core i5-2500K/3.30GHz
先行して掲載した基礎検証レポートでお伝えしているように,Intelは,同社の新世代CPUにして,開発コードネーム「Sandy Bridge」と呼ばれていた製品を,まもなく市場へ投入する見込みだ。
とくにマイクロアーキテクチャの刷新は注目すべき点といえ,グラフィックス機能やノースブリッジ機能をCPUコアやキャッシュと一緒にシングルダイに統合するなど,従来製品からの大きな変更が見られる。
Sandy Bridge基礎検証レポート
エントリーからハイクラスまで幅広く
製品展開されるSandy Bridge
今回はデスクトップPC向けモデルに絞って話を進めるが,Intelが「第2世代Coreプロセッサ」と位置づけるSandy Bridge世代のCore iシリーズが置き換えるのは,Core i7-900番台を除くCore i7・i5・i3プロセッサ。各ブランドは,ざっくり,以下のような形で差別化されている。「Intel Hyper-Threading Technology」(以下,HTT)や,第2世代となった「Intel Turbo Boost Technology」だけではなく,より広範に,機能面で区別されるようになった印象だ。
- Core i7:4コア8スレッド対応,L3キャッシュ容量8MB,グラフィックス機能の最大動作クロック1350MHz,
- Core i5:4コア4スレッド対応,L3キャッシュ容量6MB,グラフィックス機能の最大動作クロック1100MHz
- Core i3:2コア4スレッド対応,L3キャッシュ容量3MB,グラフィックス機能の最大動作クロック1100MHz
ただ,LGA1155パッケージを採用する点や,デュアルチャネルDDR3-1333メモリコントローラを搭載する点,新命令「AVX」(Advanced Vector eXtensions)がサポートされる点,ベースクロックが従来製品の133MHzから100MHzへ変更された点,チップセット(≒サウスブリッジ)たる「PCH」(Platform Controller Hub)と片方向の帯域幅20Gbit/sのDMI 2.0でつながる点などは共通である。
P67は単体グラフィックスカードの利用を前提とする製品で,H67はSandy Bridgeの統合型グラフィックス機能を使うことも,単体グラフィックスカードを使うこともできる。拡張性という点からすると,よりPCゲーマー向けといえるのは,設計次第でマルチGPU構成にも対応可能で,「Intel P55 Express」の後継になるP67のほうだろう。
「倍率ロックフリー」はTurbo Boostベース
オーバークロックでは空冷5GHz動作を実現!
冒頭で紹介したとおり,今回4Gamerで入手したのは,i7-2600Kとi7-2600,そしてi5-2500Kだ。まずはこれらを用いて,「Intel Turbo Boost Technology 2.0」(以下,Turbo Boost 2)の挙動を確認しておきたい。
「基礎検証レポートでも深く掘り下げているのになぜまたやるのか」と疑問を持った人もいると思うが,それはマザーボードによってTurbo Boost 2の挙動に違いがあったからである。
先に用いたMSI製のP67マザーボード「P67A-GD65」の場合,「OCCT」(Version 3.1.0)を用いたテストだと,i7-2600KのTurbo Boost 2は,1コア動作時に37倍,2〜3コア時は36倍,4コア時は35倍といった具合に倍率設定が切り替わっていた。
もちろん,発売前のマザーボードを用いた検証なので,BIOSの練り込み具合によってその挙動が大きく変わる可能性も十分にある。ただ,Sandy Bridge世代では,マザーボード(のBIOS設定)によってTurbo Boost 2の挙動が異なることも考えられる。その根拠となりそうなのが「倍率ロックフリーのKシリーズを用いたオーバークロック周りの仕様」だ。
「Core i7-875K/2.93GHz」(以下,i7-875K)や「Core i5-655K/3.20GHz」(以下,i7-655K)における「K」の意味は,一言でまとめるなら「倍率ロックフリー」なのだが,厳密に言うと,動作倍率そのものはロック解除されていない。市場には,動作倍率を手動で設定できるマザーボードも多いが,実のところ,それは動作倍率設定ではなく,Turbo Boostの上限倍率を変更し,しかもその倍率で固定することにより,動作倍率変更ができているように見せかけているのである。
最終的な結果として得られるものは動作倍率変更とほとんど同じなのだが,あくまでも動作倍率は規定のまま,より上の動作倍率を実現するため,Turbo Boostの仕組みを利用したと考えるのが分かりやすいだろう。
そしてその仕様,Sandy Bridge世代でも変わっていないようだ。
というのも,DP67BGとMaximus IV Extreme&i7-2600Kとi7-2500Kでは,いずれの組み合わせでもCPUの動作倍率設定自体はi7-2600Kで34倍,i5-2500Kで33倍が上限だったからだ。そして,この仕様を示唆する文言が,Intelのスライド資料からも見て取れる。
Maximus IV Extremeに用意された「All Core mode」は,まさにこの「動作倍率変更機能の代わりに用意された特別Turbo Boostモード」と言えそうだ。いずれにせよ,「K」付きかそうでないかというのは,
- 「K」付き:Turbo Boost 2の上限倍率ロックフリー
- 「K」なし:Turbo Boost 2の上限倍率に制限あり
ということになるので,この点は押さえておいてほしい。
※お詫びと訂正
初出時,倍率ロックフリーの説明が,誤解を招くものになっておりました。お詫びして訂正いたします。
Maximus IV Extreme メーカー:ASUSTeK Computer 問い合わせ先:ユニティ(販売代理店) [email protected] 予想実売価格:4万1000円前後(※2011年1月4日現在) |
XTS100H。以前Intelから登場した「DBX-B」と似て非なるデザインだ |
マザーボードによってTurbo Boost 2周りの仕様が異なるのではないかと筆者が推測するのは,このあたりが理由だ。「K」なしのモデルでも,Turbo Boost 2の倍率引き上げが制限付きで可能になっている以上,そこのチューンにメーカー間の違いが出てくる可能性がある,というわけである。
では,実際にどれくらい上の倍率を設定できるのだろうか。i7-2600Kとi5-2500Kの2つで,Turbo Boost 2ベースの倍率変更を試してみよう。
マザーボードはMaximus IV Extremeを用いることにし,LGA1155にも対応するIntel製のサイドフロー型クーラー「XTS100H」を装着。その状態で,後述するテスト環境を構築してOCCTを6時間連続実行し,問題のない状態を「安定動作した」と判断することにした。
一方のi5-2500Kは,46倍,4.60GHzが上限。こちらもコア電圧は1.4Vにまで高めているが,これ以上電圧設定を引き上げても47倍以上では安定動作しなかった。なお,Turbo Boost 2の上限倍率設定にあたっては,BIOSから「All Cores mode」に設定しているので,実際に5GHz,4.60GHzで動作したと捉えて問題はないだろう。
個体差の可能性は否定できないものの,i7-2600Kのほうがオーバークロック耐性が高いという結果が出ている点は興味深い。
※注意
CPUのオーバークロック動作は,CPUやマザーボードメーカーの保証外となる行為です。最悪の場合,CPUやメモリモジュール,マザーボードなど構成部品の“寿命”を著しく縮めたり,壊してしまったりする危険がありますので,本稿の記載内容を試してみる場合には,あくまで読者自身の責任で行ってください。本稿を参考にしてオーバークロック動作を試みた結果,何か問題が発生したとしても,メーカー各社や販売代理店,販売店はもちろん,筆者,4Gamer 編集部も一切の責任を負いません。
Maximus IV Extremeでテストを実施
CPUの性能差を見るべくGPU負荷が低いテストを選択
USB 3.0×8という,圧巻のI/Oインタフェース部。左から2つめのボタンはCMOSクリア用で,右から4つめのボタンは,外部のノートPCやスマートフォンからマザーボードのオーバークロック設定を変更する「ROG Connect」機能用だ |
拡張スロット部 |
PCI Express x16スロットを4本用意し,「nForce 200」ブリッジチップを駆使することにより,
- シングルグラフィックスカード接続時:x16,x8,x8,x0
- デュアルグラフィックスカード接続時:x8,x8,x8,x16
- トリプルグラフィックスカード接続時:x8,x16,x8,x16
という柔軟なレーン構成をとり,3-way SLIおよび3-way CorssFireXに対応する一方,PCIスロットは1本もないという,潔い仕様になっている。
序盤でも軽く触れたとおり,BIOSはUEFI(Unified Extensible Firmware Interface)ベースのものへとガラッと様変わりしており,マウスでの操作が可能になったほか,ホイールによる画面スクロールに対応しているのも特徴だ。
さて,今回のテスト環境は表1のとおり。用いたCPUの主なスペックは別途表2にまとめているが,具体的にはLGA1366プラットフォームにおけるクアッドコア最上位の「Core i7-975 Extreme Edition/3.33GHz」(以下,i7-975)と,LGA1156プラットフォームのクアッドコア最上位モデルとなる「Core i7-870/2.93GHz」(以下,i7-870),そして競合のAMD製CPUから最上位モデルとなる6コアCPU「Phenom II X6 1100T Black Edition/3.3GHz」(以下,X6 1100T)を用意している。X6 1100Tは「AMD Turbo CORE Technology」を有効にし,メモリアクセスは「Ganged」設定とした。
テスト方法は4Gamerのベンチマークレギュレーション10.2準拠だが,グラフィックス描画負荷が高くなりすぎるとCPUの性能差が見えづらくなるため,今回は「標準設定」「低負荷設定」を用いることとし,解像度も1280×1024&1680×1050ドットの2種類としている。
なお,上でオーバークロック動作に成功した5GHz動作のi7-2600Kと4.60GHz動作のi7-2500Kでもテストは実施し,以下文中,グラフ中とも「i7-2600K@5GHz」,「i7-2500K@4.60GHz」と表記して区別する。
i5-2500Kがi7-975を超える衝撃
Sandy Bridgeのゲーム性能はなかなか優秀
基礎検証レポートで,その性能にはかなりの期待が持てそうであると判明しているSandy Bridgeだが,実際のゲームアプリケーションで,従来のCPUよりどの程度速いのか。まずはグラフ1,「3DMark06」(Build 1.2.0)の総合スコアから見てみよう。
Sandy Bridge同士で比較してみると,倍率ロックフリーという点以外は同じスペックのi7-2600Kとi7-2600はほぼ同じスコアで並び,i5-2500Kはそこから4%程度低いスコアになっている。動作クロックの違いは100MHz,パーセンテージにして3%程度なので,L3キャッシュ容量にも順に8MB,6MBと違いがあり,さらにHTTサポートの有無という差があることも踏まえると,ほぼスペックどおりの違いが出ていると述べていい。
注目したいのは従来製品との実力差で,i5-2500Kが,i7-975に対して10〜12%高いスコアを示している。また,オーバークロックの効果も小さくなく,i7-2600K@5GHzはi7-2600K比で24〜25%,i5-2500K@4.60GHzはi7-2500K比で18〜19%,それぞれスコアが伸びた。
続いてグラフ2は,グラフ1の結果から,1280×1024ドットにおける「CPU Score」を抜き出したものだ。全体の力関係は総合スコアを踏襲しており,i5-2500Kがi7-975を上回る点も変わっていない。
グラフ3,4は,DirectX 11世代のFPS「S.T.A.L.K.E.R.: Call of Pripyat」(以下,STALKER CoP)から,最も描画負荷の低い「Day」と,逆に最も高い「SunShafts」,両テストシークエンスのテスト結果をピックアップしたものだ。
まずグラフ3,Dayのテスト結果は3DMark06のそれを踏襲しており,i7-2600K&i7-2600とi5-2500Kのスコアが安定して従来製品よりも高い。3DMark06ほど明確な違いが出ているわけではないものの,i5-2500Kのほうがi7-975より高いスコアを示している点は変わらずである。
ただし,極端にグラフィックス描画負荷が高くなるSunShaftsだと,オーバークロックの効果どころか,CPUごとの性能差もグラフからはほとんど読み取れなくなる(グラフ4)。ゲームアプリケーションの場合,一定以上の描画負荷がかかる局面では,CPUの性能差がフレームレートを左右することはまずなくなるが,それがこのグラフに出ているわけだ。
グラフ5に示した「Battlefield: Bad Company 2」(以下,BFBC2)だと,再びSandy Bridge優勢の傾向となった。i7-2600Kおよびi7-2600とi5-2500Kとのスコア差が11〜14%と結構大きい点や,i5-2500Kがi7-975にほぼ並ばれている点からは,HTT対応の有無やL3キャッシュ容量の違いがパフォーマンスに影響するケースがある印象だ。
また,オーバークロックの恩恵も小さくなく,i7-2600K@5GHzがi7-2600Kに対して15%ほどスコアを伸ばしている点は注目しておきたい。
グラフ6の「Call of Duty 4: Modern Warfare」(以下,Call of Duty 4)だと,スコアにさがないわけではないのだが,有意な違いにはならなかった。
Call of Duty 4に限らず,マルチプレイFPS(のマルチプレイモード)はCPU負荷が低く,CPU性能がフレームレートを左右しにくいので,「マルチプレイFPSではこんな感じの結果になりやすい」くらいに理解しておくのが妥当だろう。
グラフ7に示した「Just Cause 2」のテスト結果は,全体としてBFBC2と似た傾向。i5-2500Kはi7-975に対して安定的に高いスコアを示している。
CPU性能がスコアに影響しやすい「バイオハザード5」でも,その傾向は変わらない(グラフ8)。オーバークロックの効果も,i7-2600K@5GHzで定格動作時比17〜18%増しと,しっかり出ている。
一方,グラフ9に示した「Colin McRae: DiRT 2」(以下,DiRT 2)では,これまでと若干異なる傾向が出た。DiRT 2では,i7-2600K&i7-2600とi5-2500Kのスコア差が14〜19%と大きく,さらにi5-2500Kがi7-975に逆転を許しているのだ。
DiRT 2において,HTTがスコアを大きく左右するケースは確認されていないので,これはL3キャッシュ容量の違いが影響したと考えられる。
なお,ここまでとくに触れてこなかったが,X6 1100Tのスコアは,X6 1100Tのレビュー時と比べて若干低いが,これは,レビュー記事と比べて,マザーボードとOS,グラフィックスカード,グラフィックスドライバといったコンポーネントが大きく異なるためだろう。NVIDIAの64bitドライバが,Phenom IIシステムで十分なパフォーマンスを発揮できていない可能性などが考えられる。
※2011年1月11日追記
初出時,とくに触れていなかったX6 1100Tのスコアに関する考察を加えました。
消費電力面では32nmプロセスの恩恵が大きい
性能向上を果たしながらも現状を維持
気になる消費電力は,Sandy Bridgeでどう変わってきたか。いつものように,ログの取得が可能なワットチェッカー「Watts up? PRO」から,で,システム全体の消費電力を計測することにした。
テストにあたっては,OS起動後30分間放置した時点を「アイドル時」,OCCTを30分間実行した時点を「高負荷時」としている。
その結果はグラフ10のとおり。アイドル時はi7-975が突出しているものの,それ以外は100W程度とほとんど同じだ。そこで高負荷時に目を移すと,i5-2500Kの低さが目を引く。i7-2600K&i7-2600も,i5-2500Kと比べてしまうと20Wほど高いが,それでもi7-870と同レベル。上で示したように,3製品はi7-870を子供扱いしているわけで,それを考えると,消費電力あたりの性能は相当に上がっていると述べていいだろう。
なお,i7-2600K@5GHzとi5-2500K@4.60GHzの消費電力は,ある意味妥当なレベル。景気よくTurbo Boost 2の倍率を上げられた両CPUだが,CPUコア電圧を相応に高めた代償は払わされている印象だ。もっとも,1.4Vをかけたi5-2500K@4.6GHzが,1世代前のプロセス技術を採用するi7-975より遙かに低いあたりからは,32nm High-kプロセスの“威力”も感じさせてくれている。
アイドル時はi7-975とX6-1100Tが高めで,残りは30℃弱で横一線。高負荷時のi7-2600K&i7-2600,i5-2500Kは,「i7-975よりは低いものの,i7-870よりは高い」ということになった。動作クロックと,i7-870からの性能向上率を考えると致し方ないところだが,i7-2600K&i7-2600を使う前提で冷却能力を重視する場合は,サードパーティ製CPUクーラーの導入も検討したほうが幸せになれるかもしれない。
i7-2600K@5GHzとi5-2500K@4.60GHzはCPUクーラーを大型のクーラーに変更しているため,ほかのテスト結果と比較はできないが,それでもi7-2600K@5GHzが86℃を示しているのは気になるところ。かなり無謀な設定で動かしているわけだ。
第1世代Core iプロセッサを葬り去るSandy Bridge
i7-975を超える性能が2万円程度から手に入る
さらに,発表時点のシリーズ最上位モデルになると見込まれるi7-2600Kでも同316ドルなのだから,買い得感はかなり高い。マザーボードも買い換えねばならないため,そこでコストパフォーマンスが削られるのは残念だが,少なくとも,Sandy Bridgeの登場によって,LGA1366,そしてLGA1156プラットフォームのCPUを選択する理由がどこにもなくなったことだけは断言できる。
統合されたグラフィックス機能に関しては稿をあらためたいと思うが,単体グラフィックスカードと組み合わせたいと考えている大多数のPCゲーマーにとって,状況は「Sandy Bridge一択」である。
●デスクトップPC向けSandy Bridgeの主なスペック(※省スペースPC向けを除く)
- i7-2600K:95W,4C8T,3.40-3.80GHz,8MB L3,2ch DDR3-1333,317ドル
- i7-2600:95W,4C8T,3.40-3.80GHz,8MB L3,2ch DDR3-1333,294ドル
- i5-2500K:95W,4C4T,3.30-3.70GHz,6MB L3,2ch DDR3-1333,216ドル
- i5-2500:95W,4C4T,3.30-3.70GHz,6MB L3,2ch DDR3-1333,205ドル
- i5-2400:95W,4C4T,3.10-3.40GHz,6MB L3,2ch DDR3-1333,184ドル
- i5-2300:95W,4C4T,2.80-3.10GHz,6MB L3,2ch DDR3-1333,177ドル
- i3-2120:65W,2C4T,3.30GHz,3MB L3,2ch DDR3-1333,138ドル
- i3-2100:65W,2C4T,3.10GHz,3MB L3,2ch DDR3-1333,117ドル
※スペックは順にTDP(Thermal Design Power,熱設計消費電力),コア数&スレッド数,動作クロック(Turbo Boost 2対応製品はその幅),L3キャッシュ容量,メモリコントローラ,1000個ロット時単価
- 関連タイトル:
Core i7・i5・i3-2000番台(Sandy Bridge)
- この記事のURL:
(C)Intel Corporation