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12世代 Intel 12900K,12700K,12600Kベンチマーク性能比較!Alder lake

目次

Intel 12世代Core i9-12900K, i7-12700K, i5-12600Kスペック比較表

Intel12世代 Alder Lake シリーズのスペック情報を以下の表にまとめました。

CPU型番 Core i9
12900K
Core i9
12900KF
Core i7
12700K
Core i7
12700KF
Core i5
12600K
Core i5
12600KF
コア / スレッド数
P-core 8 / 16 8 / 16 6 / 12
E-core 8 / 8 4 / 4 4 / 4
合計コア数 / スレッド数 16 / 24 12 / 20 10 / 16
ベースクロック
P-core 3.2GHz 3.6GHz 3.7GHz
E-core 2.4GHz 2.7GHz 2.8GHz
ターボクロック
P-core 5.1GHz 4.9GHz 4.9GHz
E-core 3.9GHz 3.8GHz 3.6GHz
TurboBoost Max3.0 5.2GHz 5.0GHz
キャッシュ
L2 14MB 12MB 9.5MB
L3 30MB 25MB 20MB
メモリ保障帯域 DDR5-4800(マザボがDDR5対応の場合) / DDR4-3200(マザボがDDR4対応の場合)
内蔵GPU Intel UHD
Graphics 770
Intel UHD
Graphics 770
Intel UHD
Graphics 770
消費電力
通常 125W 125W 125W
ターボ時最大 241W 190W 150W
ソケット LGA1700

ぱっと見で構造そのものが全シリーズの14nmから7nmになっているので、大きく変わっている事が分かります。このCPUを設計した人物は今市場で最も高性能なRyzenシリーズを設計した人物と同じです。その影響もあってか、ハイエンドの12900Kは同じくRyzenのハイエンド5950Xと同じコア数になっています。ただスレッド数が24といつもなら32になっている部分が異なっています。それ以下の型番でも同様の構造になっており、今までとは全く別物のCPUになっている事が分かります。

Intel 12世代Core i9-12900K, i7-12700K, i5-12600K 実物写真

Core i9-12900K, i7-12700K, i5-12600Kの外観です。i7とi5は今までと特に変わりは有りませんが、特徴的なのがi9のボックスです。



中が空洞になっており、金色のボックスが挟まれています。

CPU本体を見てみましょう。

左側のCPUが今回発売されたCore i9-12900Kです。右側は比較用のCore i7-11700K。12900Kは長方形になりました。今回からLGA1700ソケットになります。

LGA1700の1700とはプロセッサと接触するための1700個のピンが存在するという意味。となりのLGA1200から500も増えたことになります。実際に数える気にはなりません。

一番左側にRyzen 9 5950Xをおいてみました。CPUの形状は正方形が多いので、今回の12世代Alder Lakeシリーズは存在感があります。

Intel 12900K,12700K,12600Kのシングルコア性能 (Geekbench)

まず最初に、海外で検証されたベンチマーク結果を見ていきましょう。

型番 ベンチマーク
Intel Core i9-12900K
1893
Intel Core i9-11900K
1856
Intel Core i7-12700K
1768
Intel Core i7-11700K
1707
AMD Ryzen 9 5950X
1691
Intel Core i5-11600K
1691
AMD Ryzen 9 5900X
1672
AMD Ryzen 7 5800X
1671
Intel Core i9-11900
1657
Intel Core i7-11700
1633
Intel Core i5-11600
1625
AMD Ryzen 5 5600X
1619

Intel 12900K,12700K,12600Kのマルチコア性能 (Geekbench)

型番 ベンチマーク
Intel Core i9-12900K
17299
AMD Ryzen 9 5950X
16723
AMD Ryzen 9 5900X
14142
Intel Core i7-12700K
11895
Intel Core i9-11900K
10997
AMD Ryzen 7 5800X
10376
Intel Core i7-11700K
9892
Intel Core i9-11900
9011
Intel Core i7-11700
8818
AMD Ryzen 5 5600X
8175
Intel Core i5-11600K
8035
Intel Core i5-11600
7368

Intel Core i9-12900Kは、シングルコアで1893ポイント、マルチコアで17,299ポイントという驚異的なスコアを記録しました。これにより、Alder Lakeのフラッグシップモデルは、Socket Lakeのフラッグシップモデルである11900Kと比較して、シングルコアで2%、マルチコアで22%の差をつけました。これにより、Alder LakeチップはシングルスレッドのデスクトップCPUとしては史上最速になります。またAMD Ryzen 9 5950Xをシングルコアで11%、マルチコアで4%の性能差で圧倒しています。シングルコア、マルチコアともにAMD Ryzen 9 5950Xを上回っているのは驚きです。

Intel Core i7-12700Kは、シングルコアテストで最大1768ポイント、マルチコアテストで最大11895ポイントを記録しています。より高いクロックスピードを備え、より高いブースト周波数を維持するために高い電力制限を設けている11700Kと比較して、シングルコアで3.5%、マルチコアで21%の高速化を実現しています。このCore i7チップの主な競合製品であるAMD Ryzen 7 5800Xと比較すると、シングルコアテストで6%、マルチコアテストで最大15%の向上が見られ、これは非常に印象的です。

Intel 12900K,12700K,12600KのCinebench R20 (Single-Core)

型番 ベンチマーク
Intel Core i9-12900K
810
Intel Core i7-12700K
768
Intel Core i5-12600K
750
AMD Ryzen 9 5950X
647
AMD Ryzen 9 5900X
637
Intel Core i9-11900K
636
AMD Ryzen 7 5800X
628
Intel Core i7-11700K
612
AMD Ryzen 5 5600X
604
Intel Core i5-11600K
598

Intel 12900K,12700K,12600KのCinebench R20 (Multi-Core)

型番 ベンチマーク
Intel Core i9-12900K
11632
AMD Ryzen 9 5950X
10428
Intel Core i7-12700K
8975
AMD Ryzen 9 5900X
8468
Intel Core i5-12600K
7014
Intel Core i9-11900K
5752
AMD Ryzen 7 5800X
5724
Intel Core i7-11700K
5709
AMD Ryzen 5 5600X
4562
Intel Core i5-11600K
4320

Cinebench R20においてもAlder Lakeシリーズはハイスコアを出しています。シングルスコアにおいてはミドルレンジのIntel Core i5-12600KがAMD Ryzen 9 5950Xを約16%アップのスコアを記録しています。シングル、マルチともにi9-12900Kのスコアは驚異的です。

Intel 12900K,12700K,12600K Blender ベンチマーク

3D CGレンダリングの処理時間を比べます。数値が小さいほど高性能ということになります。値は”秒”です。

型番 ベンチマーク(秒)
AMD Ryzen 9 5950X
477
AMD Ryzen 9 3950X
511
Intel Core i9-12900K[DDR4-3200]
535
Intel Core i9-12900K[DDR5-6000]
536
AMD Ryzen 9 5900X
594
Intel Core i7-12700KF
636
Intel Core i9-10900K
742
Intel Core i9-11900K
806
AMD Ryzen 7 5800X
832
Intel Core i5-12600K
837
Intel Core i7-11700K
845
Intel Core i7-10700K
947
AMD Ryzen 7 3700X
985
Intel Core i5-11600K
1188
AMD Ryzen 5 5600X
1204

12900Kは5900Xと5950Xの中間に位置することがわかりました。インテルの前世代の11900Kと比べて50%以上も高速になりました。

12700KFが5900Xに匹敵するパフォーマンスを発揮し、5800Xに31%の差をつけて勝利しています。

12600Kは5600Xに44%の大差をつけています。同じミドルレンジのCPUとは思えないほどの差です。また、5800Xや前世代の11700Kに匹敵していることもわかります。

前からAMDのCPUはクリエイター系のソフトウェアに強い印象が有りましたが、今回の12世代Intelはスコアの上ではかなり追い上げている印象です。

Intel 12900K,12700K,12600K Blender ベンチマーク時の消費電力

Blender ベンチマーク時の消費電力をグラフにしました。

型番 ベンチマーク(W)
AMD Ryzen 5 5600X
149
AMD Ryzen 7 3700X
172
Intel Core i5-12600K
217
AMD Ryzen 9 5950X
221
Intel Core i5-11600K
224
AMD Ryzen 7 5800X
225
Intel Core i7-10700K
227
AMD Ryzen 9 3950X
232
AMD Ryzen 9 5900X
242
Intel Core i7-12700KF
279
Intel Core i7-11700K
291
Intel Core i9-10900K
298
Intel Core i9-11900K
302
Intel Core i9-12900K[DDR5-6000]
355
Intel Core i9-12900K[DDR4-3200]
362

先程のBlender ベンチマークでかなりの高スコアを出していた12900Kですが、その代償として膨大な電力消費が発生します。5950Xでは、パフォーマンスが少し向上しただけでシステム全体の消費電力が221wに達したのに対し、12900Kではピーク時に350ワットを超えました。システムの総消費電力が60%も増加したことになります。その間CPUは常に100℃かそれに近い温度で動作していました。

12900Kと比較すると、12700KFはより効率的になっています。12700KFは、システム全体の消費電力が24%増加しましたが、性能は31%向上しており、5800Xよりも効率的です。

12600Kは5600Xに比べてシステム全体の使用量が46%増加しましたが、性能も44%向上しているので、効率性という点ではほぼ同じです。

12900Kはベンチマーク自体のスコアはとても良いものでしたが、消費電力やCPU温度で見るととても良い環境とは言えない状況です。クリエイター系の優位は性能も消費電力も両立しているAMDに軍配が上がります。

Intel 12900K,12700K,12600Kのゲーミング性能

10種類ほどのゲームを動かしたときの平均FPSをグラフにしました。ゲームの設定は1080Pの最高画質です。

型番 ベンチマーク(FPS)
Intel Core i9-12900K[DDR5-6000]
200
Intel Core i9-12900K[DDR4-3200]
199
AMD Ryzen 9 5950X
195
Intel Core i7-12700K
195
AMD Ryzen 9 5900X
193
AMD Ryzen 7 5800X
192
Intel Core i5-12600K
188
AMD Ryzen 5 5600X
186
Intel Core i9-11900K
184
Intel Core i9-10900K
182
Intel Core i7-11700K
179
Intel Core i7-10700K
174
AMD Ryzen 9 3950X
169
Intel Core i5-11600K
164
AMD Ryzen 7 3700X
157

平均で2.5%というわずかな差ではありますが、インテルがCore i9-12900Kで再び世界最高のゲーミング性能を取り戻したと言えるでしょう。DDR5とDDR4の違いもグラフに記入しましたがかろうじてDDR5の方が上といったところ。コスパが良いのはDDR4メモリに間違い有りません。

Core i7-12700KがAMD Ryzen 9 5950Xと同じスコアを出している事からもIntel12世代CPUの高性能さが窺えます。

Core i5-12600Kと5600Xは、Core i5-12600Kが最大で3%ほど速い結果となりました。

Intel 12900K,12700K,12600Kのゲーミング性能 まとめ

今回のCore i9-12900KでIntelは再びゲーミング性能の1位を取り戻すことができました。それに付随してCore i7-12700Kや、Core i5-12600Kといったハイミドル、ミドルのCPUの性能も向上していることがわかります。今やIntelとAMDとの大きな差がなくなったので、これからPCを自作する方には悩ましい状況となっています。

Intel 12900K,12700K,12600K ゲーム時消費電力

各CPUでゲームを起動しているときの消費電力をグラフにしました。

型番 ベンチマーク(W)
AMD Ryzen 7 3700X
415
AMD Ryzen 5 5600X
448
Intel Core i5-12600K
465
Intel Core i7-10700K
473
AMD Ryzen 7 5800X
474
AMD Ryzen 9 3950X
476
Intel Core i5-11600K
485
AMD Ryzen 9 5900X
496
Intel Core i7-12700KF
499
Intel Core i7-11700K
525
Intel Core i9-10900K
528
AMD Ryzen 9 5950X
529
Intel Core i9-12900K[DDR4-3200]
532
Intel Core i9-11900K
533
Intel Core i9-12900K[DDR5-6000]
536

高負荷がかかるゲームではハイエンドCPUにおいて消費電力の差に大きな違いが出ることは有りません。消費電力が少ないとされているRyzen 9 5900Xと、DDR5を使用したCore i9-12900Kを比較してもわずか7%しか低下していません。

Core i7-12700KFと5800Xを比較すると。Core i7-12700KFの方が5%ほど高い数値。先程の平均FPSではCore i7-12700KFが良いスコアを出しているのでトータルで見ると優秀です。

Core i5-12600Kと5600Xの間にはほとんど差がありません。12600Kは消費電力をわずか4%増加させただけで、これは無視できる差です。

Intel 12900K,12700K,12600Kの 消費電力 まとめ

ほとんどのゲームでは、16コアはおろか、8コアも十分に活用できません。ですから、10900K、11900K、12900K、Ryzen 9 5950Xは消費電力にほとんど変わりは有りません。それでも消費電力の上位を占めているのはやっぱりIntelのCPUという印象です。

Intel Core i9-12900KとRyzen 9 5950Xの性能比較

ここでは自分たちの所有している実機でIntel Core i9-12900KとRyzen 9 5950XのハイエンドCPUの性能比較をしていきたいと思います。GPUはRTX 3080です。

3DMARKベンチマークTime Spy

 

左が12900K、右が5950Xです。赤枠で囲ったCPU scoreのところを見ると、5000ポイント以上の差をつけて12900Kが勝っていることがわかります。CPU性能が47%アップです。

この画面は3DMARKを起動している時のCPU温度と消費電力を表示したものです。平均温度は50~60℃、平均消費電力は50~60Wでした。しかし右上のCPU温度を表している赤いグラフを見てみると、瞬間的に100℃になっている所があるのがわかります。消費電力も200W前後まで上昇しました。CPUに大きな負荷がかかるとIntelのターボ機能が働き、一時的に消費電力を上げるため、一部のコアで100℃を超えてしまうという仕組みです。高性能のCPUクーラーを使用しても100℃になるので防ぎようが有りません。

レインボーシックスシージ フルHD設定 低画質

240ほどの差をつけて5950Xのほうが高い数値を出しています。古いゲームや軽めのゲームではRyzenの方が高いスコアが出ることもあります。

レインボーシックスシージ 4K設定 最高画質

4Kの最高画質設定の結果を見ると、12900Kも5950Xもほぼ同じ結果になりました。

ウォッチドッグス レギオン フルHD設定

12900Kが平均FPSで50近く5950Xより高いスコアが出ています。37%アップは非常に驚きました。

ウォッチドッグス レギオン 4K設定

4K設定では平均FPSの差は殆ど有りません。あまり差が出ない理由は、最近の殆どのゲームはGPUによるところが大きいためです。

Geekbench CPU

青いバーが12900Kで、灰色のバーが5950Xです。シングル、マルチ共に12900Kが5950Xより高い数値を出しています。シングルでは300アップの18.2%上昇。マルチでは3000アップの24.1%上昇となりました。

Geekbench GPU

大きな差はありませんでした。

CINEBENCH R23

CGのレンダリング性能を示すベンチマークソフトです。シングル性能では12900Kが400近いスコアップとなっています。しかしマルチを見ると差はかなり縮まっており、5950Xのマルチコア性能の高さがわかります。

CINEBENCHを起動しているときの12900KのCPU温度と消費電力のグラフ。レンダリングが終わるまでCPUは100℃をキープし続けていました。12900Kはレンダリングのような長時間CPUに高負荷をかけ続けるソフトには向きません。ゲーム用途には最適です。

Intel Core i9-12900KとRyzen 9 5950Xの性能比較 まとめ

今回のゲーミング性能の比較から、Intelが目指していた世界最高のゲーミング性能を取り返すことに成功したと言えるでしょう。Intelの今後の課題は、総消費電力をいかに抑えることができるかということになりそうです。

Z690 DDR5 VS DDR4 メモリ性能比較

今回のIntel 12世代 CPUからメモリの規格が変わり、DDR4からDDR5になりました。DDR4とDDR5には互換性は有りません。それでIntel 12世代対応マザーボードでも、DDR5用とDDR4用が別々に販売されている物もあります。

上が新しいDDR5のメモリ、下がDDR4です。DDR5の切込に線を引いてみたのが右の写真。DDR4の切込と位置が違うのがわかります。

両方ともIntelの12世代対応のマザーボード。しかし、右のマザーボードの箱にはDDR4と書かれています。通常Z690のマザーボードにおいて、特に記載がなければDDR5、DDR4仕様の場合はDDR4と記載してあります。

では新しくなったDDR5のメモリとDDR4のメモリを使って性能差がどれほど出るのかを確認してみましょう。

3DMARKベンチマークTime Spy

左側がDDR5で右側がDDR4の画像です。グラフィックスコアに差は有りませんが、CPUスコアはDDR5がDDR4より1500も高いスコアを出しています。

10%近い差なので性能差を感じることが出来ます。

ウォッチドッグス レギオン フルHD設定 低画質

ウォッチドッグレギオンはResizable BARという技術に対応しているゲームです。14FPSほどDDR5のほうが良いスコアをだしています。最高FPSや最低FPSを見てもDDR5のほうが安定している印象です。

ウォッチドッグス レギオン 4K設定 最高画質

大きな差は出なくなりました。

レインボーシックスシージ フルHD設定 低画質

30FPSほどDDR4の方が高いスコアが出ていますが、全体では4%ほどの差なので微差です。

レインボーシックスシージ 4K設定 最高画質

こちらも差はありませんでした。古いゲームや軽いゲームではあまり差はつかないことがわかります。

Geekbench CPU

青いバーがDDR5、灰色のバーがDDR4です。シングルコアの差は有りませんが、マルチコア性能ではDDR5が3000近いスコアアップです。20%の性能アップは凄いです。

Geekbench GPU

差は出ませんでした。先程のGeekbenchの結果と共に考えると、DDR5とDDR4の差はCPU性能に表れることがわかります。

CINEBENCH R23

CGのレンダリング性能を示すベンチマークソフトです。マルチ、シングル共に差は出ませんでした。ソフト側がDDR5に最適化されてくると大きな

差が出てくることが予想されます。

DDR5 VS DDR4 メモリ性能比較 まとめ

ウォッチドッグレギオンのようにResizable BARに対応しているゲームで10%ほどの性能アップを確認することが出来ました。しかし殆どのゲームやベンチマークでは差が出ませんでした。

特にこだわりが無ければ、価格が安く安定しているDDR4のメモリとそれに対応したX690マザーボードを組み合わせた方がコスパが高いでしょう。

Alder Lake Intel UHD Graphics 770の内蔵GPU性能

12世代から内蔵GPUが新しくなりました。その性能をベンチマークで確認していきましょう。

3DMARKベンチマークTime Spy

Ryzen 3 2200Gと同じ位のスコアでした。GPU無しでもそこそこ使えるレベルです。

Geekbench GPU

GTX680、RX550と同じくらいのスコアです。

レインボーシックスシージ フルHD設定 低画質

このスコアは快適にゲームを楽しめるものでは有りません。もっと解像度を落とせば遊べるかもしれないというレベル。

12900Kの内蔵GPU性能 まとめ

昔より良いスコアが出ているものの、フルHDゲームには向きません。ブラウジングやOffice系のソフトを使うくらいなら十分かもしれません。

Intel 第12世代 CPU 「Alder Lake CPU」の構造

2021年8月19日Intelはオンラインイベント「Intel Architecture Day 2021」の中で、第12世代CPU「Alder Lake」の詳細を明らかにしました。
Alder Lakeの高性能コアは、Rocket Lakeチップと比較して平均19%のIPC向上を実現しており、同社が製造した高性能コアの中で最も高速であると主張しています。また、新しい効率化コアは、Skylakeと比較して最大5倍の電力効率を実現しています。PCIe 5.0やDDR5などの機能をサポートします。ではAlder Lake CPUの情報を具体的に見ていきましょう。

12世代 Intel Alder Lakeの構成とSoC

Alder Lake はコンシューマー市場のすべてのセグメントに対応するためTDPが9Wから125Wまでカバーする。

Alder Lakeはx86デスクトップPC用チップとしては初となる2種類のコアを組み合わせたハイブリッド設計となっています。大きなコアは主に優先度の高いシングルスレッドの作業に使用し、小さなコアはマルチスレッドの作業負荷や負荷の低いバックグラウンドタスクを実行します。インテルは、このタスクのために、「大きな」パフォーマンス(P)のGolden Coveコアと「小さな」効率(E)のAtom Gracemontコアを組み合わせて使用しています。

 

上の図を見ると、インテルはPコアとEコアの両方を同じ1つのCPUダイにエッチングしており、効率の良い小型のEコア4個(青色)は、高性能のPコア1個(紺色)とほぼ同じダイ面積を消費しています。この図は完全な縮尺ではないかもしれませんが、Intelは4つのE-Coreを1つのSkylakeコアと同じスペースに収めることができると説明しています。

Alder Lakeチップは、Intel 7プロセスを採用しています。このプロセスは、Intelがプロセスノードの名称を変更する前は10nm Enhanced SuperFinと呼ばれていました。Intel 7 プロセスと言っても、7nm では無く10nm プロセスです。AMDの主流となっている7nmプロセスには今回も追いつきませんでしたが、Intelは今回の10nmは他社の7nmよりも高性能だと考えているようで、Intel 7 プロセスという名称に変更したと考えられています。Golden Coveコアは、1つのコアで2つのスレッドを実行できるHyper-Threadingに対応していますが、小型のGracemontコアはシングルスレッドです。どちらのコアも、キャッシュトポロジーの一部(L1、L2、LLCの一部など)を含むIPブロックの一部として提供されます。

統合GPUはTiger Lakeで採用されたGen12 Xe LPアーキテクチャをIntel 7プロセスに移植したもので、ディスクリートGPUを使用する傾向にあるデスクトップPC向けの32 EUsのGT1と、モバイル向けの96 EUsのGT2の2種類があります。

 

Alder LakeデスクトップPCチップは、最大で8つのパフォーマンスコアと8つのエフィシェンシーコアを搭載し、合計24スレッド(Pコアに2スレッド、Eコアに1スレッド)を実現します。また、最大で30MBのL3キャッシュを搭載します。

Alder Lakeの新しいメモリコントローラは、4つの異なるメモリタイプをサポートします。DDR5-4800とLP5-5200、そしてDDR4-3200とLP4x-4266です。このように、1つのデザインで幅広いメモリをサポートすることで、さまざまなユースケースに応じたタイプのメモリ構成が可能になります。Intelは、低価格帯のマザーボード(Bシリーズ、Hシリーズ)やモバイルシステムにはDDR4を、高価格帯のマザーボード(Zシリーズ)にはDDR5を搭載するとしている。これは、DDR5メモリが採用された当初は価格が高くなることが予想されることを考えると、理にかなっていると言えます。

Alder Lakeは、x16レーンの接続で64GB/sのスループットを持つPCIe 5.0までサポートします。デスクトップPC向けチップでは、x16のPCIe Gen5接続に加えて、x4のPCIe Gen4接続をサポートしていますが、低消費電力タイプでは、x12のPCIe Gen4コンフィグとx16のPCIe Gen3接続の組み合わせをサポートしています。

PコアやEコア、キャッシュ、よりスループットの高い64GB/sのPCIe 5.0やDDR5サブシステムを集めるには、さまざまな要素間の低レイテンシーかつ高スループットの接続を確保するための堅牢なファブリックが必要です。Alder Lakeのコンピュート・ファブリックは、これらの要素を結びつけ、クラスタ全体の要素、あるいはシングルコアに対しても1000GB/sのスループットを実現します。

メモリファブリックは最大204GB/sのスループットをサポートしており、バス幅と周波数の両方を調整することでリアルタイムに変調させることができます。

Alder Lakeは、それぞれ異なるセグメント向けの3種類のパッケージで提供されます。LGA 1700のCPUソケットを搭載した新しいマザーボードに搭載されるデスクトップPC用チップ、モバイル用途向けの高性能BGA Type3パッケージ、ウルトラモバイル用途向けの高密度BGA Type4 HDIパッケージです。それぞれPコアとEコアのさまざまな組み合わせによって設定されています。

上の画像でもインテルの3つの製品カテゴリーが絞り込まれています。

用途 型番 パッケージ P-Core E-Core GPU Thunderbolt 4
デスクトップPC Alder Lake-S LGA 1700 最大8コア 最大8コア 32EU 無し
ハイパフォーマンス
ノートPC
Alder Lake-P BGA Type3 最大6コア 最大8コア 96EU 4
ウルトラモバイル Alder Lake-M BGA Type4 HDI 最大2コア 最大8コア 32EU 2

Alder Lake-SのフラッグシップモデルがHyper-Threading対応のP-Coreが8個、シングルスレッド対応のE-Coreが8個、合計24個のスレッドが搭載されています。

つまり今までのIntelの通例でいくと、8+8の構成はCore i9に、8+4はCore i7に、6+8と4+0はそれぞれCore i5とi3に分類されると予想されます。

Intel Thread Director テクノロジー

CPUが持っている力を最大限に発揮するためにも、OSやソフトウェアの最適化が必要不可欠です。そこで登場するのが、インテルの Thread Director テクノロジーです。このハードウェアベースのテクノロジーは、Windows 11に強化された遠隔測定データを提供し、スレッドがPコアまたはEコアのいずれかに最適化されたインテリジェントな方法でスケジューリングされることを保証します。また、ソフトウェアに対しても透過的に使用できます。

この技術は、プロセッサ内部から収集された低レベルの遠隔測定データをWindows 11オペレーティングシステムに提供することで、電力や熱などのコアの状態をスケジューラに通知します。

さらにThread Directorは、任意のスレッドで使用されている命令の組み合わせ(スカラー/ベクター)をナノ秒単位で検出し、そのデータをWindows 11のスケジューラーに伝えることで、スレッドを高性能なPコアや効率的なEコアなどの適切な実行コアに誘導することができます。一般的に、ベクトル/AIワークロードはPコアに優先的に割り当てられ、スカラ命令やバックグラウンドタスクはEコアに移されます。

このシステムはすでに開発が進んでおり、マイクロソフトによると、Windows 11に向けてエンジンのさらなる強化がすでに進行中であり、計画中であるとのことです。

Alder Lakeチップは、標準的なWindows 10 OSでも問題なく動作します。既存のスレッドスケジューリング技術は、このプロセッサでも引き続き動作しますが、うまくはいきません。このチップは動作しますが、Thread Director(Windows 11のみ)の強化された機能は利用できません。この機能は、命令の種類やアプリケーションの使用モデルに応じて、パフォーマンスや消費電力にさまざまな影響を与えます。

高効率コア E-Core (Efficiency core)

Alder LakeのハイブリッドCPUの中で、高効率コアを担うのがE-Coreです。

まずはシングルスレッドの性能を数値化したレイテンシー性能表です。まず、この結果はインテルが「SPECrate2017_int_base」というテストで行ったものです。シングルスレッドテストでは、インテルは非公開のSkylakeプロセッサー(第1世代と思われる)でハイパースレッディングを無効にし、ハイパースレッディングをサポートしないE-coreのシングルコアに対してパフォーマンスを測定しました。つまり、両方のプロセッサーの純粋なシングルコアベンチマークを見ていることになります。E-coreは、Skylakeチップと同じ電力では40%以上パフォーマンスが向上し、同じ性能では40%以下の消費電力で稼働することができる。つまり、SkylakeコアはE-coreと同レベルの性能を発揮するために、2.5倍の電力を消費したことになります。

スループットパフォーマンステストでは、4つのシングルスレッドのE-coreと、2つのスレッドのSkylakeコア(合計4スレッド)を用いて、マルチスレッドのパフォーマンスを測定します。ここでE-coreは、より少ない消費電力で80%以上のパフォーマンスを実現しています。つまり、80%少ない消費電力で同じスループットを実現しています。つまり、Skylakeはスレッド作業で同じパフォーマンスを得るために5倍の電力を必要としたことになります。

高性能コア P-Core (Performance Core)

Alder LakeのハイブリッドCPUの中で、高性能コアを担うのがP-Coreです。Intelは、Golden Coveマイクロアーキテクチャーを採用したパフォーマンスコア(Pコア)を開発するにあたり、これまでに開発したコアの中で最も高いパフォーマンスを実現し、CPU性能を1段階向上させることを目標としました。Sunny Coveとの変更点は次のリストです。

Unit Sunny Cove Performance
core
iTLB 4K pages 128 256
iTLB 2M/4M 16 32
uop cache 2.25K 4K
uop cache BW 6 8
Decoders 4 6
Allocation 5 6
Out of order  Window 352 512
Integer ALUs 4 5
# of Loads 2×512 3×256, 2×512
L1 data Cache 48KB 48KB
L1 Fill Buffers 12 16
L1 DTLB 64 96
L2 cache 512KB/1.25MB 1.25MB / 2MB

上の表はP-coreを採用したAlder LakeのデスクトップPC版と、第11世代CoreのデスクトップPC版(Rocket Lake)の性能を比較したものです。

Intelは、Alder LakeのGolden Coveパフォーマンスコアは、Rocket Lakeに搭載されているCypress Coveアーキテクチャと比較して、両チップが同じ周波数(ISO周波数)で動作した場合、平均で19%のパフォーマンス向上を実現すると主張しています。Intelは、「SPEC CPU 2017」、「Sysmark 25」、「Crossmark」、「PCMark 10」、「WebXPRT3」、「Geekbench」などの幅広いワークロードを対象に、この平均値を算出しました。

12世代 Intel Alder Lake 12900K,12700K,12600Kまとめ

Alder Lakeは、AMDのコア数に匹敵し、DDR5とPCIe 5.0テクノロジーをサポートすることで、少なくとも今のところは、AMDとAppleのM1スペックを超えて、有望な進歩を遂げています。

今のIntelの立場は非常に微妙な位置にいます。AMD社のRyzenプロセッサは、デスクトップPCとノートPCの両方でインテルのトップの座を着実に奪っており、一方、Armベースの設計を採用したApple社のM1ノートPCプロセッサは、ハイブリッド設計に高い水準をもたらし、Arm社のデスクトップPC市場でのシェアが史上最高になるのに貢献しています。今回のAlder Lakeは前評判通りの非常に高い性能で、反撃の狼煙を上げたと言っても過言ではないでしょう。ゲーム性能ではRyzenのハイエンド5950Xに大きな差をつけています。またレンダリング性能でもシングルコア依存のAdobe AE等では強力な味方となってくれるでしょう。AMDと互角かそれ以上に戦える十分な性能でしょう。

参考
https://www.youtube.com/Monoras/
https://www.techpowerup.com/
https://www.techspot.com/

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