デュアルコアCPUの利点

2006/04/07

旧来のシングルコアCPUの性能を上げようと思ったとき、まず思いつくのがプロセッサが命令を出す周期を短くすることです。
これを「高クロック化」といいます。
クロックを2割上げると通常性能も2割上がります。しかし、消費電力は1.5倍に跳ね上がります。

さて、クロックを2割下げると性能も2割下がりますが、消費電力は半分近くまで下がります。
つまり、クロックダウンすればするほど鼠算式に消費電力は下がっていくのです。

さて、これまでPentium系CPUはその性能向上とクロック周波数の向上がほぼ同じように推移していました。
そして、1命令あたりの相対的な整数演算性能と、1命令あたりの消費電力もほぼ比例して増加していました。
2005年に製造されたPentium4は1993年に製造されたPentiumプロセッサーに比べ両方とも五倍でした。

それが、ノート用のPentiumMになって、2003年製造のPentium4と同等の1命令あたり整数演算性能を保ちながら1命令あたりの消費電力は1993年製造のPentiumと同レヴェルまで引き下げました。つまり5分の1まで下がったのです。

さてPentiumMの後継の「CoreDuo」は話題のデュアルコアになりました。
前述のとおり、クロックを下げるとそれ以上消費電力が下がり、クロックをあげるとそれ以上消費電力が上がります。
ところがデュアルコアにするとコアが二つあるので性能が2倍近くになります。
つまり、以前の性能を保つためにはクロックを半分にしてもよいのです。

さて、クロックを半分にすると前述の計算では消費電力は5分の1近くまで縮まります。
すると、コアを2つにして仮に消費電力が2倍になっても同性能のシングルコアチップに比べれば5分の2の消費電力なのです。
実際には計算道理にはいかないにしても半分近くの消費電力になるのは確実視されます。

このように、コアを増やせば増やすほど電力効率は良くなっていくのでインテル、AMD両者ともコアを100近くまで増やす「メニイコア」構想を持っているようです。

どこかの話によると、インテルは1つのダイに大量のコアを並べ、AMDはダイの中心にメインのコアを据え、その周辺に用途に応じた小さめのコアをいくつも配置する目論見のようです。