Skylake（マイクロアーキテクチャ）

Skylake ^{[ 6 ] [ 7 ]}は、²⁰¹⁵年 8 月 5 日に発売されたIntel の第 6 世代Coreブランドのマイクロプロセッサファミリーのコードネームで^、 HaswellおよびBroadwellマイクロアーキテクチャを置き換えます。^{[ 8 ] Skylake は、}前世代と同じ14 nm製造プロセス技術^{[ 10 ]}を使用したマイクロアーキテクチャの再設計で、Intel のティック トック製造および設計モデルにおけるトックとして機能します。Intel によると、この再設計により、CPU およびGPU のパフォーマンスが向上し、消費電力が削減されます。Skylake CPU は、 Kaby Lake、Coffee Lake、Whiskey Lake、およびComet Lake CPUとマイクロアーキテクチャを共有しています。 

Skylakeは、 Windows 10より前のバージョンのWindowsがMicrosoftによって公式にサポートされている最後のIntelプラットフォームです。^{[ 11 ]}ただし、 Windows Updateチェックを無効にして、 Windows 8.1以前のバージョンがこのプラットフォーム以降でWindows Updateを受信し続けることができるように、愛好家が作成した変更が利用可能です。^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]}

Skylakeマイクロアーキテクチャに基づくプロセッサの一部は、第6世代Coreとして販売されている。^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}

Intelは2019年3月4日にSkylake LGA 1151 CPU（i3-6100、i5-6500、Xeon E3 v5を除く）の生産終了を正式に宣言し、販売を中止した。^{[ 18 ]}

Skylake の開発は、 Banias、Dothan、Conroe、Sandy Bridge、Ivy Bridgeなどの以前のプロセッサと同様に、主にイスラエルのハイファにある Intel Israel のエンジニアリング研究センターで行われました。^{[ 19 ]}最終的な設計は、 Haswellの進化形であり、パフォーマンスのわずかな改善といくつかの省電力機能が追加されました。^{[ 20 ]} Skylake の設計における主要な優先事項は、高出力のデスクトップ コンピュータやサーバーに加えて、タブレット コンピュータやノートブックに組み込むために、4.5W という低消費電力のマイクロ アーキテクチャを設計することでした。^{[ 21 ]}

2014年9月、インテルはサンフランシスコで開催されたインテル開発者フォーラムでSkylakeマイクロアーキテクチャを発表し、Skylake CPUの量産出荷は2015年後半に予定されていると発表した。Skylake開発プラットフォームは2015年第1四半期に利用可能になると発表された。発表の際、インテルはデスクトップとモバイルのSkylakeプロトタイプを搭載した2台のコンピュータも披露した。1台目は最新バージョンの3DMarkを実行するデスクトップテストベッドシステムで、2台目は4Kビデオを再生するフル機能のノートPCだった。^{[ 22 ]}

Skylake CPU モデルの最初のバッチ (i5-6600K と i7-6700K) は、発売が遅れた前世代の Broadwell の発売から異例のほど間もなく、2015 年 8 月 5 日にGamescomで即時入手可能であると発表されました。 ^{[ 23 ] [ 24 ]} Intel は 2014 年に、22  nm (Haswell) から 14  nm (Broadwell) への移行がこれまでで最も開発が困難なプロセスであったことを認め、Broadwell の発売予定が数か月遅れる原因となりました。^{[ 25 ]}しかし、14  nm の生産は 2014 年第 3 四半期までに軌道に戻り、フル生産となりました。^{[ 26 ]}業界関係者は当初、Broadwell に影響を与えた問題により Skylake も 2016 年に遅れるだろうと考えていましたが、Intel は Skylake の発売を前倒しし、代わりに Broadwell の発売サイクルを短縮することができました。^{[ 27 ] [ 28 ]}その結果、ブロードウェル建築は異例に短い期間しか使用されなかった。^{[ 27 ]}

Intelは公式にはSkylakeプロセッサのKバージョンとXバージョンのみオーバークロックをサポートしていました。しかし、後にベースクロック値を変更することで他の非Kチップもオーバークロックできることが判明しました。これは、SkylakeではベースクロックがCPU、RAM、および統合グラフィックスにのみ適用されるため可能になったプロセスです。ベータ版UEFIファームウェアアップデートを通じて、ASRock（Sky OCという名前で大々的に宣伝）などの一部のマザーボードベンダーは、このようにベースクロックを変更できるようにしました。^{[ 29 ] [ 30 ]}

これらのUEFIファームウェアアップデートを使用してサポートされていないプロセッサをオーバークロックすると、いくつかの問題が発生します。

• Cステートは無効になっているため、CPUは常に最高周波数と最高電圧で動作します。
• ターボブーストは無効になっています
• 統合グラフィックスは無効になっています
• AVX2命令のパフォーマンスは悪く、実行ユニットの上位128ビットとデータバスが省電力状態から解除されないため、約4～5倍遅くなります。
• CPUコア温度の測定値が不正確です

これらの問題は、ベースクロックのオーバークロックを機能させるためにプロセッサの電源管理を無効にする必要があることが一因となっている。^{[ 31 ]}

しかし、2016 年 2 月、ASRock のファームウェア アップデートによりこの機能が削除されました。2016 年 2 月 9 日、Intel は、K 以外のプロセッサのオーバークロックを今後許可しないこと、およびこの機能を削除する CPUマイクロ コードアップデートをリリースしたことを発表しました。^{[ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]} 2016 年 4 月、ASRock は、外部クロック ジェネレータを使用してサポートされていない CPU のオーバークロックを可能にするマザーボードの販売を開始しました。^{[ 35 ] [ 36 ]}

2016 年 1 月、マイクロソフトは、2017 年 7 月 17 日をもって Skylake プロセッサでのWindows 7およびWindows 8.1のサポートを終了すると発表しました。この日付以降は、古いハードウェアでの OS の信頼性に影響しないと判断された場合に限り、2 つのオペレーティングシステムの最も重要なアップデートのみが Skylake ユーザー向けにリリースされます (2019 年 7 月 31 日まで。2019 年 8 月の重要なアップデートには、少なくともWindows 10が必要です)。また、Skylake および Skylake の後継であるKaby Lake以降の Intel CPU マイクロアーキテクチャで公式にサポートされるMicrosoft Windowsプラットフォームは Windows 10 のみとなります。テリー・マイヤーソン氏は、マイクロソフトは古いバージョンの Windows で Skylake を確実にサポートするために多額の投資を行う必要があり、将来の世代のプロセッサにはさらなる投資が必要になると述べました。マイクロソフトはまた、プラットフォームの古さから、新しいハードウェア、ファームウェア、およびデバイスドライバの組み合わせが Windows 7 で適切に動作することは困難であると述べました。^{[ 37 ] [ 38 ]}

2016 年 3 月 18 日、主に企業顧客からの批判を受けて、マイクロソフトはサポート ポリシーの改訂を発表し、サポートと重要でない更新プログラムの終了日を 2018 年 7 月 17 日に変更し、Skylake ユーザーは延長サポート終了まで Windows 7 および 8.1 のすべての重要なセキュリティ更新プログラムを受け取ることができると述べました。^{[ 39 ] [ 40 ]} 2016 年 8 月、マイクロソフトは「OEM パートナーおよび Intel との強力なパートナーシップ」を挙げ、Skylake 上で 7 および 8.1 をそれぞれのライフサイクル終了まで完全にサポートし続けると述べました。^{[ 41 ] [ 42 ]}さらに、熱心なユーザーが作成した修正により、 Windows Updateチェックが無効になり、Windows 8.1 以前のバージョンがこのプラットフォームおよびそれ以降のプラットフォームで引き続き更新されるようになりました。^{[ 43 ]}

Linuxカーネル4.10以降、Skylakeモバイル電源管理がサポートされ、サポートされているほとんどのパッケージCステートが使用されています。Linux 4.11では、統合グラフィックスチップセットのフレームバッファ圧縮がデフォルトで有効になり、消費電力が削減されます。^{[ 44 ]}

Skylakeは、高速グラフィックスを含め、 OpenBSD 6.2以降で完全にサポートされています。^{[ 45 ]}

Windows 11では、ハイエンドの Skylake-X プロセッサのみが公式に互換性があるとされています。^{[ 46 ]}セキュリティ上の懸念から、他のすべての Skylake プロセッサは公式にはサポートされていません。^{[ 47 ]}ただし、ISO イメージを使用して手動でアップグレードすることは可能です (これらのプロセッサを使用している Windows 10 ユーザーは、Windows Update を介して Windows 11 にアップグレードすることはできません)。また、システムにTrusted Platform Module (TPM) 2.0 が有効になっている限り、クリーン インストールを実行することもできます。 ^{[ 48 ]}ただし、ユーザーはアップデートを受け取る権利がないこと、およびサポートされていない構成で Windows 11 を使用することによって生じた損害はメーカーの保証の対象外であることを承諾する必要があります。^{[ 49 ] [ 50 ]}

Skylake UEFIファームウェアの実装のほとんどは、レガシーブートモードを使用している場合でも、ACPIバージョンの互換性の問題により、 Windows XPおよびWindows Server 2003をサポートしなくなっています。

前世代のBroadwellと同様に、Skylake には、 S ( SKL-S )、X ( SKL-X )、H ( SKL-H )、U ( SKL - U )、Y ( SKL-Y ) のサフィックスで識別される 5 つのバリアントがあります。SKL-S と SKL-X には、倍率ロック解除されたオーバークロック可能なK および X バリアントが含まれています。^{[ 51 ]} H、U、Y バリアントはボール グリッド アレイ(BGA) パッケージで製造され、S および X バリアントは、新しいソケットLGA 1151 ( Skylake X の場合はLGA 2066 ) を使用してランド グリッド アレイ(LGA) パッケージで製造されます。^{[ 52 ]} Skylake は、 Sunrise Pointとしても知られるIntel 100 シリーズ チップセットと組み合わせて使用​​されます。^{[ 53 ]}

HaswellとSkylakeアーキテクチャの主な違いは、Haswellで導入された完全統合型電圧レギュレータ（FIVR）の削除です。 ^{[ 54 ]}ディスクリートプラットフォームコントローラハブ（PCH）を使用するバリアントでは、 Direct Media Interface （DMI）2.0がDMI 3.0に置き換えられ、最大8 GT /sの速度が可能になります。 

SkylakeのUおよびYバリアントはチャネルごとに1つのDIMMスロットをサポートし、HおよびSバリアントはチャネルごとに2つのDIMMスロットをサポートします。^{[ 52 ]} Skylakeの発売と販売期間は、 DDR3 SDRAMメモリが徐々にDDR4 SDRAMに置き換えられている進行中のSDRAM市場の移行と同時期です。SkylakeマイクロアーキテクチャはDDR4のみで動作するのではなく、両方のタイプのメモリと相互運用することで下位互換性を維持しています。マイクロアーキテクチャが両方のメモリ規格をサポートすることに伴い、DDR3またはDDR4メモリチップを搭載できる新しいSO-DIMMタイプであるUniDIMMも発表されました。^{[ 55 ]}

SkylakeのPバリアントは、直接の対応製品と比べてオンダイグラフィックスユニットが削減されています（24個の実行ユニットではなく、12個の実行ユニットが有効になっています）。詳細は以下の表を参照してください。一方、Ivy Bridge CPUでは、オンダイビデオチップセットが完全に無効化されたCPUにPサフィックスが使用されていました。

その他の機能強化には、 Thunderbolt 3.0、Serial ATA Express、特定の SKU で最大 128 MB の L4 eDRAMキャッシュを備えたDirect3D 機能レベル12_1 のIris Proグラフィックスが含まれます。 ^{[ 56 ]} Skylake プロセッサシリーズはVGA のサポートを廃止し、^{[ 57 ]} HDMI 1.4、DisplayPort 1.2、または Embedded DisplayPort (eDP) インターフェイスを介して接続された最大 3 台のモニターをサポートします。^{[ 58 ]} HDMI 2.0 ( 4K @60 Hz) は、Intel の Alpine Ridge Thunderbolt コントローラを搭載したマザーボードでのみサポートされます。^{[ 59 ]}   

Skylakeの命令セットの変更点には、Intel MPX（メモリ保護拡張機能）とIntel SGX （ソフトウェアガード拡張機能）が含まれます。Xeonのバリアントは、 Advanced Vector Extensions 3.2（AVX-512F）もサポートしています。^{[ 4 ] [ 5 ]}

Skylakeベースのノートパソコンは、充電にRezenceと呼ばれる無線技術、周辺機器との通信に他の無線技術を使用すると予測されていました。多くの主要なPCベンダーは、Skylakeベースのノートパソコンにこの技術を使用することに同意しましたが、2019年現在、この技術を搭載したノートパソコンは発売されていません。^{[ 60 ] [ 61 ]}

SkylakeのSバリアントの統合GPUは、WindowsではDirectX 12 Feature Level 12_1、 Windows 10ドライバアップデート^{[ 62 ]}およびLinux ^{[ 63 ]}ではOpenGL 4.6 、OpenCL 3.0規格をサポートしています。Quick Syncビデオエンジンは、 VP9（GPUアクセラレーションデコードのみ）、VP8およびHEVC（ハードウェアアクセラレーション8ビットエンコード/デコードおよびGPUアクセラレーション10ビットデコード）のサポート、および最大4096 × 2048の解像度のサポートを含むようになりました。 ^{[ 64 ] [ 65 ] [ 66 ]}   

インテルは、ロック解除（オーバークロック可能）のモバイル向けSkylake CPUもリリースした。^{[ 67 ]}

以前の世代とは異なり、SkylakeベースのXeon E3は、同じソケットをサポートするデスクトップ用チップセットでは動作せず、動作にはC232またはC236チップセットのいずれかが必要となる。

インテルはSkylake以降、クライアントプラットフォーム向けチップセットからSATAおよびEHCIコントローラのIDEモードを削除した。

特定の命令の組み合わせによる短いループは、ハイパースレッディングを備えた CPU 上で予期しないシステム動作を引き起こす可能性があります。この問題を修正するためにマイクロコードの更新が発行されました。^{[ 68 ] [ 69 ]}

SkylakeはSpectre攻撃に対して脆弱です。^{[ 70 ]} 実際、間接分岐だけでなく、戻り予測スタックがアンダーフローした場合にも間接分岐推測を使用するため、他のプロセッサよりも脆弱です。

スピンロック 命令のレイテンシがPAUSE大幅に増加した（通常の10サイクルからSkylakeでは141サイクルに増加）ため、一時停止命令を使用する古いプログラムやライブラリでパフォーマンスの問題が発生する可能性があります。^{[ 71 ]} Intelは、レイテンシの増加を電力効率を向上させる機能として文書化しています。^{[ 72 ]}

Skylakeプロセッサは、Y、U、H、S、X、W、SPの7つの主要なファミリーで製造されています。各ファミリー内には複数の構成が用意されています。^{[ 52 ]}

• Intel製CPUのマイクロアーキテクチャ一覧

• Ung, Gordon (2015年8月18日). 「Intel Skylake CPUの詳細が明らかに：より高速で電力効率の高いこれらのチップは、3台の4Kモニターを駆動することさえ可能」 . PC World.
• シールズ、アン（2015年9月19日）「インテルのスカイレイクはPC市場の新たな救世主となるか？」 Yahoo Finance。
• 「第10世代以前のIntelプロセッサーグラフィックス向けグラフィックスドライバーサポートアップデート」。Intelサポート。2022年12月30日。