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Meteor Lakeは、 Intelが設計し[ 3 ]、2023年12月14日に正式にリリースされたCore Ultra Series 1モバイルプロセッサのコードネームです[ 4 ]。これは、プロセッサがマルチチップモジュールであることを意味するチップレットアーキテクチャを使用するIntelモバイルプロセッサの最初の世代です[ 3 ]。Meteor Lakeの設計作業は、Tim Wilsonが主導しました[ 5 ] 。
2021年7月、Meteor Lakeは当初、超低消費電力のモバイルからエンスージアスト向けデスクトップまで、さまざまなセグメント向けに5～125WのTDP範囲で提供されることが発表されました。[ 6 ] Meteor Lakeの最初のテープインプロセスは2021年5月に行われました。CPUコンピュートタイルは、Intelの7nmプロセス（後に「Intel 4」にブランド変更）で製造されることが確認されました。[ 7 ]
2021年10月、インテルは決算説明会で、Meteor LakeのCPU演算タイルをテープアウトし、受け取ってから30分以内に電源が入り、期待通りの性能レベルに達したと述べた。[ 8 ] 2022年4月、インテルは、組み立て済みのMeteor Lakeモバイルプロセッサが開発のマイルストーンとして初めて電源が入ったと発表した。[ 9 ] [ 10 ]
2023年3月、Intelがデスクトップ向けハイエンドMeteor Lake-Sプロセッサの開発を中止することを決定したと報じられた。[ 11 ] Meteor Lake-SプロセッサはLGA 1700と同じ寸法のLGA 1851ソケットに適合するように設計されていたが、デスクトップ向けMeteor Lakeの中止により、LGA 1851ソケットは2024年のArrow Lakeまで登場しないこととなった。[ 12 ]開発中の最上位Meteor Lake-S SKUには、6つのRedwood Cove Pコアと16のCrestmont Eコアが搭載されており、これは前世代のRaptor Lake Core i9-13900KよりもPコアが2つ少ない。
2023 年 9 月に開催された Intel のイノベーション イベントで、Intel のクライアント コンピューティング グループ責任者である Michelle Johnston Holthaus 氏は、Meteor Lake ベースのプロセッサの一部が 2024 年にデスクトップに登場予定であることを確認しました。Intel は後に、ソケット式のデスクトップ Meteor Lake プロセッサが LGA 1851 ソケットで DIY 市場に登場しないことを明らかにしました。[ 13 ] [ 14 ]その代わりに、 BGAパッケージの Meteor Lake プロセッサがコンパクトなオールインワン PC の形でデスクトップに登場します。[ 15 ] ComputerBaseに対する Intel の声明によると、その理由は「Meteor Lake は革新的なモバイルおよびデスクトップ設計を支える電力効率の高いアーキテクチャである」ためです。[ 16 ]
Intel は、15 年以上同じ「Core i」ブランドを使用していた後、2023 年 6 月に次期 Meteor Lake プロセッサの新しいブランドを発表しました。Core ブランドは、「i」を削除して、代わりに Core 3、5、7 のブランド名でシンプルになります。[ 17 ] Intel によると、新しい「Core Ultra」5、7、9 ブランドは「プレミアム」プロセッサ用に確保されます。[ 18 ]新しいティア命名に加えて、Intel は、プロセッサの世代番号はプロセッサ番号に残るものの、マーケティング資料ではプロセッサの世代を強調しないと述べました。[ 19 ] Core Ultra ブランドを持つ Meteor Lake プロセッサは、第 1 世代 Core Ultra に分類されます。
新しい Core および Core Ultra のブランド名は、ブランドの混乱を減らすどころか、むしろ増やすものと認識された。[ 20 ] TechRadarの Josh Loeffler 氏は、「Core と Core Ultra の区別は、特に Core 5 および Core 7 プロセッサが Core Ultra 5 および Core Ultra 7 プロセッサと共存するため、少なくとも 2 つのブランド間にはある程度の重複があることを考えると、やや首をかしげる」と書いている。[ 21 ] Digital Trendsの見解では、新しいブランド名は AMD と Apple の命名規則を模倣しており、Intel は「先頭に立つのではなく、競合他社を追いかけている」ことになる。[ 22 ]
2023 年 4 月、Meteor Lake とその「Intel 4」プロセスは生産に向けて立ち上げられたと報じられた。[ 23 ] Intel 4 ウェハを使用した Meteor Lake の生産は、オレゴン州ヒルズボロにある Intel の D1D製造施設で行われた。 [ 24 ] D1D 製造施設の総生産量は月 40,000 枚のウェハである。[ 25 ] Meteor Lake の二次供給元は、アイルランド共和国の Fab 34 で行われている。[ 26 ] [ 27 ] 2023 年 9 月 29 日、Intel は、Meteor Lake を含む Intel 4 製品がアイルランド共和国の Fab 34 で大量生産に入ったと発表した。[ 28 ] Meteor Lake のGPU、システム オン チップ(SoC)、および I/O エクステンダー タイルは、台湾のTSMCで製造されている。
Meteor Lakeは、2023年9月19日のIntelのイノベーションイベントで発表され、「Core Ultra」ブランドのプロセッサが12月14日に発売されることが発表されました。[ 29 ]しかし、イノベーションイベントではMeteor LakeのSKUのリストは明らかにされず、通常の「Core」ブランドのプロセッサのリリース詳細も明らかにされませんでした。[ 30 ]
Meteor Lakeは、Raptor Lakeよりも低消費電力動作と電力効率の向上を中心に設計された64ビットx86 CPUアーキテクチャです。Meteor Lakeは、大型のモノリシックシリコンダイを使用するのではなく、分離型マルチチップモジュール（MCM）アプローチを採用した最初のIntelマイクロアーキテクチャです。以前、2017年6月に、IntelはAMDのRyzenおよびEpycプロセッサにおける分離型チップレットアプローチを「接着された」ダイを使用していると揶揄していました。[ 31 ]
MCMでより小さなダイを使用する最初の利点は、モジュール性が向上し、より小さなダイを製造することで、1つの300mmウェハにより多くのダイを装着できるため、シリコン歩留まり率が向上することです。歩留まりの向上により、MCMで複数の事前テスト済みコンポーネントを使用することで、モノリシックダイの場合のように、組み立てられたCPU全体をビンニングする必要がなくなります。 [ 32 ]たとえば、欠陥のあるグラフィックスを持つRaptor Lakeデスクトップシリコンは、統合グラフィックスが無効になっているF SKUにビンニングされ、販売できますが、非F SKUでは統合グラフィックスが有効になっています。代わりに、Intelは、完全に機能する複数のシリコン片を使用してMeteor Lake CPUを組み立てることができ、シリコンウェハの欠陥は完全に廃棄できます。2番目の利点は、プロセスノードの使用における柔軟性の向上です。MCM内のさまざまなダイは、使用例に応じて異なるノードで製造できます。SRAMや一般的なI/Oなどの特定の機能は、プロセスノードの進歩に伴ってロジックのように線形にスケーリングしません。例えば、I/OダイにはTSMCのN6のような安価で成熟したプロセスを使用できますが、CPUダイには電力効率と周波数を向上させるために、N5やN3のようなより高価で先進的なプロセスノードを使用できます。
Meteor LakeはMCM構造のため、ユースケースに最適なさまざまなプロセスノードを活用できます。Meteor Lakeは、Intel独自のノードと製造競合企業TSMCに委託された外部ノードの両方を含む4つの異なる製造ノードを使用して構築されています。CPUタイルに使用される「Intel 4」プロセスは、Intelが極端紫外線（EUV）リソグラフィを使用する最初のプロセスノードであり、7 nm以下のノードを作成するために必要です。インターポーザベースタイルは、Intelの22FFL、または「Intel 16」プロセスで製造されています。[ 33 ] [ 34 ] 2017年3月に初めて発表された22FFL（FinFET Low-power）ノードは、低コストの低消費電力動作向けに設計されました。[ 35 ]インターポーザベースタイルは、タイル同士を接続し、ダイ間通信を可能にするように設計されており、最も高度で高価なノードを必要としないため、代わりに古い安価なノードを使用できます。
Meteor Lake の CPU コンピュート タイルは、最大 6 個の Redwood Cove P コアと 8 個の Crestmont E コアを備えています。各 Redwood Cove P コアは、コアごとに 2 スレッドの SMT を備えていますが、Crestmont E コアはコアごとに 1 スレッドに制限されています。合計 8 個の Crestmont E コアは、各クラスターで共有 L2 および L3 キャッシュを備えた 2 つの 4 コア クラスターに編成されています。各 Crestmont E コア クラスターは、 Gracemont E コア クラスターと同じ 2 MB の L2 キャッシュを備えています。Crestmont は、パイプラインが強化された Gracemont と同じ 6 幅のアウトオブオーダー コア設計を維持しています。Crestmont の分岐ターゲット バッファは、5120 エントリから 6144 エントリに拡張されています。[ 39 ] Intel は、Crestmont は AI ワークロード向けの Vector Neural Network Instructions (VNNI) 命令のサポートを追加したことにより IPC が 3% 向上したと主張していますが、Crestmont E コアはAVX10のサポートがないため、AVX-512命令のサポートがまだありません[ 37 ]。[ 40 ] Meteor Lake の新しい Redwood Cove P コアのテストでは、実際には前世代の Raptor Cove コアと比較してシングルコアワークロードで IPC の低下が見られました。[ 41 ]
Meteor LakeのコンピュートタイルはIntel 4ノードで製造されており、IntelはIntel 7と比較して電力効率が20%向上し、ロジックの面積密度が2倍になったと主張している。[ 42 ] CPUタイルの寸法は約8.9mm×8.3mmで、ダイの総サイズは73.87mm2となる。 [ 38 ]その結果、1枚の300mmウェハから約730個のCPUダイを製造できるが、使用可能なダイ歩留まりは730個より少なくなる。[ 38 ]
Meteor Lake の専用グラフィックス タイルは、TSMCのN5ノードを使用して製造されています。グラフィックス タイルには、低消費電力向けに最適化された Alchemist アーキテクチャに基づく最大 8 個の X e -LPG グラフィックス スコアが含まれています。Intel のArc A シリーズのディスクリート グラフィックス カードは、同じ Alchemist アーキテクチャに基づくX e -HPG コアを使用しています。各 X eコアには 16 個の X eベクトル エンジン (XVE) があり、8 個の X e -LPG コア全体で合計 128 個の XVE があります。この 128 個の XVE 構成は、Intel が 2021 年 7 月のプレゼンテーション スライドで Meteor Lake のグラフィックス用に最初に示した 192 個の XVE からダウングレードされています。[ 6 ] Alchemist アーキテクチャへの移行により、各 X e -LPG コアに 1 つずつ、最大 8 個のレイ トレーシング ユニットが追加されます。[ 43 ] X e -HPG バリアントと同様に、各 X e -LPG コアには 16 個の XVE すべてで共有される 192 KB の L1 キャッシュが含まれています。8 つの X e -LPG コアは 4 MB のグローバル L2 キャッシュにアクセスできます。[ 44 ]ただし、グラフィックス タイルに Alchemist アーキテクチャから欠けているのは、X e Matrix Extensions (XMX) ユニットです。XMX ユニットは、 Nvidiaの Tensor コアと同様に、シリコン内で AI アクセラレーションを実行します。XMX ユニットがないため、X e -LPG コアは代わりに Microsoft Shader Model 6.4 に準拠した DP4a 命令を使用します。[ 45 ]
Meteor Lake のグラフィックス機能は、前世代の UHD および Raptor Lake の Iris Xe 統合グラフィックスよりも大幅に向上しています。 Intel は、Meteor Lake の GPU は Alder Lake および Raptor Lake プロセッサに搭載されている Iris Xe グラフィックスと比較して、ワットあたりのパフォーマンスが 2 倍向上すると主張しています。[ 43 ]グラフィックス タイルは、Alder Lake および Raptor Lake の Intel の以前の統合グラフィックスと比較して、はるかに高いクロック速度で動作できます。 Intel は、Meteor Lake の GPU は「はるかに低い最小電圧で動作」し、2.0 GHz を超えるブースト クロック速度に達することができると主張しています。[ 46 ] DirectX 12 Ultimateグラフィックス API と Intel の X e SS アップスケーラーが完全にサポートされており、これはNvidiaの DLSS およびAMDの FSRの代替となります。 Intel は、Meteor Lake のグラフィックス タイルは、ディスクリート グラフィックスと同等のパフォーマンスを提供できると主張しています。トム・ピーターセン氏は、Meteor Lakeの統合グラフィックスのパフォーマンスは「[RTX] 3050とそれほど変わらない」と主張した。インテルは、Meteor Lakeの統合グラフィックスで、720pからX e SSパフォーマンスモードにアップスケーリングして1080pで動作するDying Light 2をデモした。[ 47 ] Dellのハードウェアリストによると、統合Arcグラフィックスを最大限に活用するには、デュアルチャネルモードで動作する少なくとも16GBのメモリをシステムに構成する必要があることが確認された。最小メモリ要件を満たしていない場合、システムは「Arc」グラフィックスではなく、パフォーマンスの低い「Intel Graphics」を使用していると報告する。[ 48 ]
Meteor LakeのSoCタイルは、CPUやGPUタイルなどの他のタイルと通信する常時アクティブな中央タイルです。[ 37 ]ディスプレイ出力ユニットやメモリコントローラなどのI/O機能を提供します。Meteor LakeのメモリコントローラはDDR4メモリのサポートが廃止されたため、DDR5およびLPDDR5メモリのサポートに限定されています。SoCタイルに組み込まれているI/Oコンポーネントには、Wi-Fi 6EおよびWi-Fi 7、Bluetooth 5.4、USB4、USB 3.2 2x2、8レーンのDMI 4.0、最大4つのThunderbolt 4ポートが含まれます。[ 49 ] SoCタイルは、コスト効率が高いため、TSMCのN6ノードを使用して製造されています。 [ 37 ]
SoC タイルには、低電圧と低周波数で動作する、Intel が「低電力アイランド」と呼ぶ 2 つの超低電力 Crestmont E コアも含まれています。[ 50 ] SoC の低電力 E コアの周波数は、E コアの 3.8 GHz と比較して 2.5 GHzに制限されています。これらのコアは、アイドル状態またはスリープモードのラップトップのディープ バックグラウンド タスクを処理するように設計されています。 [ 51 ] SoC タイル内の 2 つの Crestmont E コアによってすべてのディープ バックグラウンド タスクが処理されるため、非アクティブな CPU タイルを完全にオフにすることができます。[ 52 ]これは、スリープ モード状態のラップトップの消費電力を削減し、バッテリー寿命を延ばすことを目的としています。SoC タイル内のこれらの低電力 E コアは、Intel Thread Director スケジューリングによって優先順位が付けられます。SoC E コアで処理できない作業は、次の優先順位のコアとして、コンピュート タイルの E コアに移動されます。最終的な優先度コアは、演算タイルのEコアで処理が収まらない場合に使用される6つのPコアです。SoCの低消費電力Eコアには、演算タイルのCrestmont EコアがアクセスできるL3キャッシュがありません。低消費電力EコアがL2キャッシュでデータミスに遭遇した場合、フォールバックできるL3キャッシュがないため、代わりに非常に低速なシステムメモリからデータを検索する必要があります。[ 53 ]
メディア エンジンは GPU タイル上ではなく SoC タイル上に配置されているため、ビデオのデコード時やディスプレイ出力使用時に GPU タイルをオンにする必要はありません。この構成により、システムがアイドル状態またはビデオ再生などの軽い負荷がかかっている間は GPU タイルが常にアクティブではないため、電力効率が向上します。メディア エンジンには、10 ビットの色深度で最大8KビデオのAV1ハードウェア エンコードのサポートが追加されています。 [ 54 ] 4 つのディスプレイ パイプにより、HDMI 2.1およびDisplayPort 2.1 UHBR20 ディスプレイ出力がサポートされ、最大 4 台の4K 60 Hz HDRモニターを同時に駆動するか、1 台の 8K HDR モニターを駆動できます。1080p および 1440pモニターは、最大360 Hz のリフレッシュ レートでサポートできます。[ 52 ]
Meteor Lake は、統合 AI 機能を提供するニューラル処理ユニット (NPU) を特徴としています。[ 30 ] Intel が以前はビジョン処理ユニット(VPU)と呼んでいた NPU は、Intel が2016 年 9 月にMovidius を買収した際に取得した技術を使用しています。[ 55 ] [ 56 ] Intel AI Boost として販売されている Meteor Lake の NPU は、ホスト コマンドの処理に「LeonRT」、低レベルのハードウェア スケジューリングに「LeonNN」と呼ばれる 2 つの Movidius 32 ビット LEON マイクロコントローラを使用しています。[ 57 ]FP16 1 サイクルあたり 1または 2 つの操作を実行できますINT8が、NPU のデータ処理ユニット (DPU) はデータを使用できません。最大 1.4 GHz で動作するFP324K (4096) MAC は 最大 11 TOPS を実行できます[ 57 ]。CPU からの 5 TOPS と iGPU からの 18 TOPS を含めると、プラットフォーム全体で 34 TOPS の演算性能を提供します。[ 58 ] Meteor LakeのNPUは、AIアクセラレーションやStable Diffusionのようなニューラル処理をクラウドではなくシリコン上でローカルに実行することを可能にする。[ 59 ]このような機能をローカルで実行する利点は、プライバシーが向上し、インターネット接続や、サーバーのコンピューティング能力を使用するために第三者に料金を支払う必要がないことである。[ 60 ] AIニューラルエンジンは、以前はAppleがARMベースのM1 SoCに、AMDがコードネーム「Phoenix」と呼ばれるRyzen 7040シリーズモバイルプロセッサに統合されたRyzen AIエンジンに搭載していた。[ 60 ] IntelのCEOであるPat Gelsinger氏は、Meteor LakeのNPUが「AI PC」の時代を到来させると主張し、ノートPC市場にWi-Fiをもたらすのに役立ったIntelのCentrinoチップセットと比較した。[ 61 ]
I/O エクステンダー タイルは Meteor Lake の中で最小のタイルで、TSMCのN6ノードで製造されています。[ 62 ]これはスケーラブルな I/O ブロックを提供し、主にPCIe 5.0レーンなどの SoC タイルへの追加の接続性を提供します。I/O タイルは、必要な PCIe レーンの数と動作速度に応じてスケーリングできます。[ 63 ]
Meteor Lakeは、タイル下に配置されたパッシブシリコンインターポーザを相互接続として使用します。タイルはインターポーザの上に配置され、 2つの垂直に積み重ねられたシリコンピースを貫通シリコンビア（TSV）接続でインターポーザに接合されます。TSVは36μmピッチでダイを接続し、 ダイ間通信を可能にします。ロジックダイをインターポーザの上に配置するには、TSVを使用して上部のダイをインターポーザを介してパッケージに接続する必要があります。これに対し、AMDのチップレット方式では、パッケージ基板上のトレースを介して相互接続された複数のシリコンピースを使用します。AMD方式の利点は、コスト効率の高いスケーラビリティであり、同じCCDをRyzenデスクトッププロセッサとEpycサーバープロセッサの両方で使用できます。AMDのInfinity Fabric方式には、レイテンシの増加と、ダイ間通信のためにビットあたり約1.5ピコジュールの追加電力を使用するという欠点があります。[ 37 ] Intelのシリコンインターポーザを介した通信は、1ビットあたり約0.3ピコジュールと消費電力は少ないが、製造コストが高く、拡張性が低く、パッケージングがより複雑である。[ 50 ] Foverosインターポーザベースタイルの寸法は23.1mm×11.5mmと推定され、総ダイ面積は265.65mm 2である。[ 38 ]
しかし、Meteor Lake プロセッサは、ベース タイルを使用した垂直ダイ スタッキングを採用した最初の Intel プロセッサではありません。2020 年 6 月に、Intel は TDP 7W の超低消費電力モバイル プロセッサ Lakefield を発表しました。Lakefield は、22 nm ベース タイルと 10 nm コンピュート タイルを使用した Foveros パッケージングを採用しました。[ 64 ]コンピュート タイルには、Meteor Lake の Redwood Cove コアと Crestmont コアの前身である、1 つのSunny Coveビッグ コアと 4 つのTremontスモール コアを含むヘテロジニアス コアが含まれていました。[ 65 ] Lakefield は 2021 年 7 月に販売終了となりました。 [ 66 ]
fp16または2回の演算が可能int8155H、165H、および185Hは、Turbo Boost 2.0と同じ周波数で動作するPコアTurbo Boost 3.0をサポートしています。
内蔵GPUは「Intel Graphics」というブランド名で販売されているが、Hシリーズモデルに搭載されている「Intel Arc Graphics」と同じGPUマイクロアーキテクチャを使用している。
134Uと164Uを除くすべてのモデルがDDR5メモリに対応しています。
155HLと165HLは、Turbo Boost 2.0と同じ周波数で動作するPコアTurbo Boost 3.0をサポートしています。
内蔵GPUは「Intel Graphics」というブランド名で販売されているが、ハイパワーモデルでは「Intel Arc Graphics」と同じGPUマイクロアーキテクチャを使用している。
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