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Intel Sandy Bridge の特徴 ~ 3DCG-CPU考察

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GPU を CPU に取り込む流れは 2011年以降、Intel / AMD ともに本格化します。GPU の性能は AMD に大きなアドバンテージがありますが、実際には登場してみるまでは分かりません。

2011年1月に登場する最新CPUの動向、方向性を押えておけば、3DCGワークステーション導入タイミングの判断材料になりますし、後々後悔する事もなくなります。

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Sandy Bridge 世代の CPU の特徴

Nehalem 世代の後継となる Intel Sandy Bridge 世代の CPU は、従来の Core 2 / Core i アーキテクチャの延長上にあるCPUであり、以下の特徴があります。

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特徴1: 消費電力

32nmプロセスで製造される事から消費電力の面でアドバンテージがあります.。

ただし、高性能モデルは従来の TDP130W/95W 内で浮いた分をクロックアップするか、コア数を増やすかで性能向上をアピールするとみられ、消費電力が大幅に下がるという結果にはならないと思います。

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特徴2: Sandy Bridge は DDR3 メモリ

2011年 1月に登場す るLGA1155 (H2) Sandy Beidge は DDR3-1333 デュアルチャンネル、2011年第4四半期から2012年にかけて登場すると見られる LGA1356 (B2) Sandy Beidge は DDR3-1333 、或いは DDR3-1600 のトリプルチャンネルとなります。

DDR4 はまだ規格策定中の段階にあり、当分先の話になります。

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特徴3: 新拡張命令セットの実装

Intel Sandy Bridge / AMD Bulldozer 世代のCPU では、従来の SSE4 から大幅に拡張されたAVXが実装されます。

拡張命令セットを簡単に説明すると、よく利用する命令をセット化して効率的に処理できるパイプをCPU内に用意しておく事で、AVXを利用するように設計されたプログラムにおける処理の効率化を図る、という一つのCPU高速化アプローチです。

MMX など昔からあるもので目新しいアプローチではありません。

SSE3以降、3DCGレンダリングと関わりの深い浮動小数点演算に関する処理も含まれており、AVX も同様に これらの処理が大幅に強化されています。

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AVX に過度な期待は禁物

以下の記事ではAVXの拡張命令セットに3DCGレンダラが対応すれば、レンダリング速度が2倍になると受け止められる内容が示されています。

参照 => ASCII.jp:IDF 2010でインテルの次の主役 Sandy Bridgeが披露
参照 => 【IDF2010】Sandy Bridge搭載機のデモを多数披露し、グラフィックス性能をアピール

ただ、過度な期待は禁物です。3DCGレンダラが SSE3以降、大幅に計算速度が向上したという話は聞いたことがなく、アプリケーションの対応にも差があるからです。

リンク先 記事のポイントは AVXのために作られたデモレンダラである点。AVXオンで半分の時間で終了したからといって、現在の3DCGレンダラがAVXに対応したところで同じ結果になるとは思えない。単に64Bit 2実行から 128bit 4実行で2倍高速を意味しているだけで、毎度の誤解を期待したアピールと受け止めた方が無難。

SSEAVXを従来の3DCGレンダリングで生かすには、プログラムを根底部分で書き換える必要がありデバッグが広範囲に及ぶ、など開発側にとっては様々な障害があると考えられます。

新しく登場するアプリケーションの場合は積極的に AVX を活用するかもしれませんが、ご存知のように息の長い3DCGレンダラの場合は、AVX によって直ぐに高速化という事はなく、今後も SSE のように部分的な対応になるのではないかと思われます。

とどのつまり、ソフトウェアベンダー次第

Intel x86 互換CPUであるAMD CPUはどうなるのかという点ですが、当初、AMD BulldozerはSSE5でいくと表明しており、Sandy Bridge の AVX と互換性が心配されていましたが、結局 AMD は SSE5 を断念し、AVX に独自の拡張を加えた AVX を実装することになっています。

参照 => 新命令AVXがもたらすx86の次の革新 その特徴とは

映像分野、特に動画エンコードなどは比較的、対応しやすいと思われますが、私は AVXによる 3Dレンダリング性能の大幅な向上を期待して Sandy Brige 世代の CPU に飛びつくのは NG と考えます。

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特徴4: メインストリーム エントリ~ミドルクラスはGPUを統合

前のページで触れた Clarkdale CPU は、CPU と GPU 二つのダイで構成されているのに対し、Sandy Bridge 世代の CPU では、ダイが一つに統合されており、Intel によれば、エントリークラスのビデオカードを凌駕する3D性能を実現しているそうです。

Sandy Bridge GPU の特徴

3DCGワークステーション用途においては不要なものばかりです。Intel の GPU 統合CPU は、あくまでメインストリーム、一般家庭向けの GPU を内包する CPU となります。 OpenGL GPU、ドライバ開発ノウハウを持つ AMD(ATI) はどうなるでしょうか。

  • DirectX 11 対応でエントリークラスのビデオカードを凌駕する3D性能
  • HDMI 1.4 対応 - .HDMI 1.4 対応 3Dテレビで 3D映像が出力可能
  • OpenGLバージョンは ゲーム用途の ver1.2 まで。 OpenGL ビデオカードを必要とする 3DCGアプリケーションでは活用できない。

いずれにせよ、Sandy Bridge にGPUを統合する目的は、先のページで触れたように3DCG制作には向かない従来のグラフィック統合チップセットの機能強化版である事に変りありません。

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特徴5: Nehalem 世代とソケットの互換性はない

従来の Core 2 / Core i 世代では、"ハイエンド" と "ミドル / エントリ" で CPU のソケット形状は異なりましたが、Sandy Bridge世代も同様に異なります。来年、登場する Sandy Bridge は "ミドル / エントリ" のラインナップに相当します。

AMD Bulldozer

Intel Sandy Bridge のライバルとなるのが AMD の新アーキテクチャ Bulldozer になります。AMD は 1コア あたりの演算性能よりも並列化処理の効率化に重点を置く設計となっているようでアプリケーションによって明暗が分かれそうな予感です。

また、内包されるGPUに関しても ATI を買収しGPU ドライバに関するノウハウをもっているため、Sandy Bridge よりは期待できます。ワークステーション用途においては OpenGL / OpenCL / ECCメモリ など AMD に魅力的な側面も多いため、個人的には、AMD が再びこの分野で復活してくれる事を切望しています。

引き続き、2011年初頭に登場する Sandy Bridge と 2012年以降に登場するとみられる iGPU なしの第二世代 Sandy Bridge について考察します。



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