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【Apple M1】最近話題のCPU。Intel、AMDに次ぐ三つ巴時代突入?

今回は個人的に気になったAppleが発表した(※少し前だが)Apple M1について興味があったので、少し調べて記事にまとめてみる。

そもそもApple M1とは

2020年11月10日のApple Eventで発表された初のMacOS向けのSystem on chip(SoC)。半導体はIntelもAMDもファウンドリーとして利用している台湾TSMCの5nmプロセスルールで製造されている。
また、Appleによれば「世界最速のCPUコアだ(※Appleによると)」「ワットパフォーマンス的にも世界最高クラスだ(※Appleによると)」らしい。※Appleによると

あのAppleが言ったことだ・・・真偽はベンチマーク等の結果からわかるだろう・・・
とにかく、Appleとしてはパソコン向けでは初めてのSoCという事になる。
ちなみに現在はこれのみだがApple Mシリーズとして以降後継機が出るようだ。

怪しい性能面、しかし検証結果は出ている

SoCの構成として、CPUコアは性能を重視したパフォーマンスコアが4つ、電力効率コアが4つの8コア構成。AMDのスレッド並列化やIntelのハイパースレッディングテクノロジー(1コアを2スレッドとして並列処理する技術)はなく、単に8コア8スレッドである。
期待があるのは、プロセスルールが5nmだという事。AMD Ryzen 5000シリーズはZen3マイクロアーキテクチャの現行モデルだがプロセスルールは7nmで、IntelはRocket Lakeこと第十一世代の現行モデルはComet LakeやCoffee Lake-S同様に14nm(技術面では改良しているらしいので一概に比較はできないが)で開発されている。

プロセスルールが微細化すると、搭載できるトランジスタの数は上昇し電気回路が小型化することで電気抵抗が減少、すなわち消費電力が低くなるというメリットがある。単純にトランジスタの搭載数も増やす事が出来る為性能面も向上を図れる。
こういったことからプロセスルールが5nmというのはIntelもAMDも未踏の領域であり、ダークホース的存在なのは分かるだろう。

ただ、ある程度まで(10nm前後まで)微細化することで恩栄が減りデメリット(トランジスタの小型化で、温度やオーバークロックの耐性が減り動作クロックが上がらなくなるなど)も増えるので一概に14nmのIntelがAMDやAppleよりも下、とは言い切れない。
話を戻すと、Apple M1はそういった動作クロックが上がらないんじゃないか、とかいう心配も少しあるがベンチマーク結果を見てみる。

Apple M1のシングルコア性能をCinebench R23のスコアで表すと、「1572」・・・らしい。
ピンと来ないかもしれないが、比較対象を用意してみると

AMD Ryzen7 5800 ... 1572
Intel Core i9-10900K ... 1386
Intel Core i7-1185G7 ... 1538

この通り、現行の最上位モデルらにも匹敵するコアを持っている。なんならIntelの前世代のi9程度であれば余裕でそれを超える性能があるようだ。

Apple M1のマルチコア性能スコアは「7760」。

AMD Ryzen7 5800 ... 14065
Intel Core i9-10900K ... 16875
Intel Core i7-1185G7 ... 6265

マルチコア性能は流石に、TDP的に各メーカーがガチで出してきたCPUには対抗できないが、これらどれもTDP95Wとかなのに、このスコアって言うのはなかなかに恐ろしい。

何故って、Apple M1のTDPはなんと「15W」なのである。ワットパフォーマンスであれば問答無用でピカイチだろう。
ARM系のApple M1とx86系のIntel,AMDのCPUを単純比較して「Apple M1はすごいぞ」の一点張りは流石にナンセンスだが、大体Apple M1がどれだけ奮闘しているかって言うのは想像が付くと思う。

ARMとx86

少し出てきたARMとx86についても説明しておく。地球上に存在するプロセッサファミリの中ではこの二つに大きく分かれて存在している。
yahooニュースにも取り上げられていたことだが、今までデスクトップパソコンの中でx86が主流だったのに対し、突如吹き荒れた嵐。それがApple M1だ。今までIntelもAMDもx86アーキテクチャで開発しそれが主流だった中に突如core i7やRyzen9に匹敵する性能を持ったCPUが、しかもシリーズ第一号として、さらにARMアーキテクチャとして、登場したのだ。

PCとは「パーソナルコンピュータ」の略。パーソナルつまり、人のためのコンピュータとして普及してきたはずが今やIT業界として一つの分野が出来上がるほどにまで成長し、そのコンピュータの中核としてx86は普及してきた。
ARMはどうやって普及したかというと、とにかく「超低消費電力」が売り(というかx86が電気食いすぎなだけかもしれないが)で携帯端末でよく使用されるため、そちらから普及した。

ちなみにNintendo SwitchのSoCであるNVIDIA Tegra X1もARM系でNintendo 3DSのSoCにもARMの刻印があったようだ。
とにかく、基本的にはx86はパソコン、ARMはスマホ系って識別らしい。

あとこれは完全に蛇足だが・・・
AppleのSoCのコードネームがなんかカッコいい。
例えばApple A12 bionic,A12X bionic,A12Z bionicの名称が「Vortex(渦)」「tempest(嵐)」とか。
Apple M1やそのベースになったApple A14 bionicはFirestormとかIcestormって名前らしい。

おっと、脱線した。
とにかく、消費電力が低いことを売りにしているARM系、コンピュータのCPUとして昔から広く普及してきたx86(64)系という、二つのアーキテクチャには以上のような違いがあるという事だ。

ARMとx86の壁
もちろんこの2つにはRISC,CISCという違いもあり、得意不得意が異なる。
ソフトウェアによって得意不得意があるためApple M1が強い!!!Ryzenが強い!!!とは、単純比較する事が出来ない。
ソフトウェアによって本当に処理時間も真っ二つに分かれるらしく、ややこしい壁になる。

ただ、これはあくまでApple Mシリーズ第一世代とcore i,Ryzen現行との関係性である。
Apple M2,M3と続いて出現するだろうし、そういった点は改善されていくかもしれないしARM的に引き継がれてしまうのかもしれない。
これからどうなるか・・・というのは気になるところだ。

結局Intel,AMD,Appleの三つ巴になるのか

ちなみに今までAppleのMacにはIntelのCPUが使用されていた。しかし、Apple M1というはっきり言ってバケモノなSoCが登場することにより、実際「Windowsから乗り換えるかな・・・」と魅力的に感じる人も多いようだ。
しかし、x86とARMの違いの壁がかなり大きいようだ。
Microsoft社のWindows 10は32bit版はx86、64bit版はx64で対応させてきた。
つまりWindows的には基本x86系なのである。

ARM版に対応したWindows On ARM(WOA)も存在するが、これはQualcomm製のSoCに限られるらしい(Qualcommが出しているSnapdragonシリーズにちなんでWindows On Snapdragon(WOS)とか呼ばれることもあるようだ)。この辺りは詳しく分からないので省略する。ちなみにWindows8時点でもWindows RTと呼ばれるNVIDIA Tegra 3(ARM系)が搭載されたSurface RTが登場していたらしい。

まとめ

結局、Intel,AMDが開発するx64アーキテクチャCPU、そしてWindows10。
Appleが開発するARMアーキテクチャSoCとMac。

今までMacでIntelのCPUが使われていたわけだが、x64系のためARM系のiPhone等とは互換性はなかった。
しかし今回ARM系としてパソコンも製造することになり、Windowsとは完全に断ち切り(なのかな?)、完全に独立体勢を取り、iPhoneのアプリも動くMacともなっているらしく。

WindowsとMacの比較もあるし、ARMとx86の壁もあるが、
もしかしたらこれからさらにMacが普及し三つ巴が本格化していく可能性というのは、充分考えられそうだ。

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