月の湖

Lunar Lakeは、Intelが設計し、2024年9月にリリースされたCore Ultra 200Vシリーズモバイルプロセッサのコードネームです。 ^[1]これは、 Intelがモノリシックシリコンから分散型MCM設計に移行したMeteor Lakeの後継です。

2024年5月24日、台湾で開催されたIntelのComputexプレゼンテーションで、Lunar Lakeアーキテクチャの詳細が発表された。Lunar LakeプロセッサのSKU名やクロック速度などの詳細は発表されなかった。^[2]

Lunar Lake は超低電力のモバイル SoC 設計です。15 W Meteor Lake-U プロセッサの後継であり、Arrow Lake はミッドレンジの 28 W Meteor Lake-H プロセッサの後継です。Lunar Lake は電力効率の向上に重点を置いており、プレミアムの超薄型ラップトップとコンパクトなモバイル設計をターゲットにしています。Intel は、Lunar Lake で「[ x86 ] はARMほど効率的ではないという神話を打ち破る」ことを目指したと述べています。^[3]市場投入時に入手可能な Lunar Lake CPU で実行されたテストの分析によると、マルチコアのパフォーマンスはフル負荷時には特に優れていませんでしたが、ARM の競合製品には依然として利点があるにもかかわらず、日常使用時の効率は良好でした。^[4]

Lunar Lakeは、すべてのロジックダイがTSMCにアウトソーシングされた外部ノードで完全に製造されるIntel初のプロセッサ設計です。ゴールドマンサックスの分析によると、Intelは2024年に56億ドル、2025年に97億ドルをTSMCへのアウトソーシングに費やすことになります。^[5] 2024年3月、Intelの最高財務責任者は投資に関する電話会議で、同社は「社内製造と外部製造の点で、希望よりも少し重い」と認めました。^[6]翌月、Intelはファウンドリ事業が2023年に70億ドルの営業損失を出したことを明らかにしました。^[7]

コンピュートタイルはLunar Lakeの最大のタイルです。CPUコアとキャッシュのみを収容していたMeteor Lakeのコンピュートタイルよりも機能が拡張されています。代わりに、Lunar LakeのコンピュートタイルにはCPUコアとそのキャッシュ、GPU、NPUが収容されています。前世代のMeteor LakeはコンピュートタイルでIntel 4プロセスを使用していましたが、Lunar LakeはTSMCのN3Bノードに移行しています。^{[9] N3BはTSMCの最初の世代の3nmノードで、更新されたN3Eノードと比較して歩留まりが低くなっています。Lunar Lakeのコンピュートタイルは当初、Intelの}18Aノード上に構築される予定でした。^[9] 18Aは、Panther LakeモバイルプロセッサとClearwater Forestサーバープロセッサで2025年までデビューしません。Lunar Lakeは、Arrow Lakeデスクトップおよびモバイルプロセッサと同じLion Cove PコアおよびSkymont Eコアアーキテクチャを共有しています。

Lion Cove Pコアでは、IntelはRedwood Coveと比較して平均で14%のIPC向上を実現していると主張している。同時マルチスレッド処理（SMT）は、Lunar LakeのLion Cove Pコアから削除されている。^[10] SMTは、2002年にNorthwoodベースのPentium 4でIntelデスクトッププロセッサに初めて登場した。SMTをまったく採用していない最後のx86-64 IntelデスクトッププロセッサラインナップはCore 2で、^[11] 2011年に製造中止となった^{[12] [a]}。SMT、またはIntelのマーケティング用語であるHyperThreadingは、2つのスレッドを持つ単一の物理CPUコアで2つのタスクを同時に実行できるようにする。2000年代初頭、SMTは、ダイスペースをあまり使用せずに、デュアルコアおよびクアッドコアCPUに処理スレッドを追加する方法であった。SMTの削除により、物理コアのダイ面積を削減できる。物理コアの数を増やして処理スレッド数を増やすと、コアあたり2スレッドを提供するSMTの削除を補うことができます。^[13] IntelのSMTの削除により、ダイ面積が15％節約され、ワットあたりのパフォーマンスが5％向上しました。^[14] SMTの削除に対抗するために、Intelは並列実行ではなく、高いシングルスレッドパフォーマンスのためにサイクルごとにより多くの命令を実行することを優先しました。Lion CoveのコアあたりのL2キャッシュは、Redwood Coveの2 MBから2.5 MBに増加しました。Lunar Lakeは、Lion Coveのブーストクロックをより細かく制御できます。Lion Coveのブーストクロックは、 100 MHz単位ではなく16.67 MHz単位で増加できます 。^[3]

Lunar Lake の 4 つの Skymont E コアのクラスターは、P コアとは別の「低電力アイランド」に存在します。その結果、E コアは P コアとともにリングバス ファブリック上に配置されるのではなく、P コアからアクセスできない専用の L3 キャッシュを備えています。Intel は、Skymont E コアは Crestmont と比較して IPC が 68% も向上したと主張しています。^[15]これは、Crestmont から 2 倍になった新しい 8 ワイド整数 ALU を組み込むことで実現しています。

クラウドではなくシリコン内でローカルに AI 操作を実行する Lunar Lake のニューラル プロセッシング ユニット (NPU) は、クロック速度が向上した Intel の「NPU 4」アーキテクチャにアップデートされました。Intel は、Lunar Lake は AI ワークロードで合計 120 TOPS のパフォーマンスを達成できると主張しています。そのうち 48 TOPS は NPU だけで、さらに 67 TOPS は GPU から、5 TOPS は CPU から得られます。Lunar Lake の 48 専用 NPU TOPS は、Copilot+ PCとして認定されるためのMicrosoftのラップトップ要件を満たしています。^[16] Microsoft は、Windows PCでローカルにCopilot を実行するために、NPU パフォーマンスに 40 TOPS を義務付けています。^[17]比較すると、Meteor Lake および Arrow Lake プロセッサの NPU は 10 TOPS を出力できます。^[18]

Lunar LakeのGPUは、Battlemageグラフィックアーキテクチャに基づく第2世代のX ^e 2 -LPGコアを備えています。Battlemageアーキテクチャは、ディスクリートArcデスクトップグラフィックカードの前にLunar Lakeモバイルプロセッサで導入されました。8 MBのL2キャッシュを共有する8つのX ^eINT8 2-LPGコアが含まれています。GPUは、 AI処理に最大67 TOPSの計算を提供できます。 ^[19]ディスプレイエンジンには、HDMI 2.1、DisplayPort 2.1、および新しいeDP 1.5接続を備えた3つのディスプレイパイプがあります。^[9] H.266 VVCハードウェア固定機能デコードサポートを 備えています。

小型のプラットフォーム コントローラー タイルは、Wi-Fi 7、Thunderbolt 4、4つのPCIe 4.0レーン、4 つのPCIe 5.0レーンなどのセキュリティ機能と I/O 接続を提供します。Lunar Lake のプラットフォーム コントローラー タイルは、Meteor Lake と Arrow Lake の SoC タイルで使用されているのと同じ TSMC の N6 ノードを使用します。^[8] Lunar Lake のプラットフォーム コントローラー タイルには、Meteor Lake と Arrow Lake の SoC タイルにあるような 2 つの専用の低電力 E コアは搭載されていません。この変更は、コンピューティング タイルが Intel 4 プロセスから TSMC のより高度な N3B ノードに移行したことによる電力効率の向上によるものと考えられています。^[20]

Lunar Lakeは、16 GBまたは32 GBの容量で利用可能なオンパッケージLPDDR5X -8533 RAMを備えています。 ^[21]このオンパッケージメモリは、 CPUシリコンの横のパッケージに統合されたLPDDRメモリを統合するAppleのMシリーズSoCと同様のアプローチです。^[22]オンパッケージメモリにより、メモリが物理的にCPUに近づくため、CPUはより低い電力でより高いメモリ帯域幅とより低いレイテンシの恩恵を受けることができます。Intelは、Lunar Lakeのオンパッケージメモリにより、消費電力が40％削減され、「最大250平方ミリメートル」のスペースが削減されたと主張しています。^[23]さらに、CPUパッケージに統合されたメモリは、メモリを独自の冷却ソリューションを備えた別のマザーボードに配置する必要がないため、ラップトップのプロセッサの全体的な物理的フットプリントを削減できることを意味します。複雑な冷却が不要になることは、Lunar Lakeプロセッサが超低電力のコンパクトなモバイルソリューションに簡単に適合することを意味します。 Lunar Lakeのオンパッケージメモリの欠点は、ユーザーが交換したり、SO-DIMMを使用して32GBを超える大容量にアップグレードしたりできないことです。^[23]オンパッケージメモリが含まれているため、Lunar LakeプロセッサのTDP にさらに2Wが追加されます。Lunar LakeプロセッサのTDPは17〜30Wであるのに対し、Meteor Lake-HプロセッサのTDPは15〜28Wです。