Atomは死なず － タブレット向けCPU事情（読者投稿：渋谷Hさん）

こんにちは、ウインタブ（@WTab8）です。読者の渋谷Hさんにご寄稿いただいた記事を掲載します。渋谷Hさんは2017年に「Atomの発熱と性能について（読者投稿記事： 渋谷Hさん）」という記事を書いていただいたことがあり、今回で2度めのご寄稿となります。専門的な内容で、私自身も大変勉強になりましたし、読者の皆さんにもおおいに参考になると思います。渋谷Hさん、ありがとうございました。

なお、通常は読者投稿記事のコメント欄は閉じているのですが、この記事についてはコメント欄を開けさせていただきます。しかし、最近散見されるマナーの悪いコメントを発見した際には速やかに削除させていただきますので、あらかじめご了承ください。では、渋谷Hさん、よろしくお願いします

1.はじめに

Windowsタブレット市場を支えていたAtom Zシリーズが中断してしばらく経ちました。時間がたつにつれ、Cherry trail一強だった市場にもCore Y系列、Gemini Lake、ARM版Windowsなどが入り込む形で変化が見みられるようになっています。そのあたりの事情を少しまとめてみました。

CPU系列表

2.Cherry Trail後継の 2in1向け CPU

スマホ用Atom Z（SDP 2W）の開発は中断してしまいましたが、Atom系CPUの開発が止まったわけではありません。Cherry Trail後継CPUもミニPCや2in1用に特化する形で続いており、2016年にはApollo Lake、2017年にはGemini Lakeが発表されています。「Atomをやめる」というのは、スマホ組み込みでなくなるため組み込み向けブランドのAtomを冠しなくなるだけであり、その代りWindows PC向けのPentiumやCeleronのブランドに移すということだったようです。

現在は、2in1向けのTDP 5W前後の製品は、上位をCore i7/i5/m3のY系列（TDP4.5W）、下位・廉価版をCherry Trail後継のPentium Silver N系列（TDP 6W, SDP 4.8W）が担う形になっています。PC用途の2in1に特化したことで、機能や性能の方向性も変わっています。

Cherry Trailからの変化（1）～演算速度の向上

Gemini Lakeでは基礎設計が変更され（Goldmont → Goldmont Plus）、L2キャッシュサイズが倍増するなど様々に手が入っています。その成果なのか著しい性能向上を見せており、Pentium Silver J5005ではCherry TrailやApollo Lakeの1.5倍近く速くなっています。タブレット向けPentium N5000のベンチマークはまだ出ていませんが、Apollo Lake時代から類推してPentium J5005の1割引き程度とすると、Passmarkシングル1100、マルチ2750程
度となります。m3-7Y30の少し下という程度で、Pentiumブランドにちょうどいい性能という感じがします。また、Cherry Trailと同じ4コアにも関わらずシングルスレッド性能は2.13倍の伸び、マルチコア性能は1.54倍の伸びとなっており、シングルスレッド性能を重視していることが伺えます。WindowsやLinuxではシングルスレッド性能も重要ですので、スマホ向けからPC向けに転向した結果かもしれません。

Passmarkスコア

CPU名: シングルスレッド, マルチスレッドの順で記載しています。

Pentium J5005: 1185, 2902　※Gemini Lake
Pentium J4205: 863, 2298　※Apollo Lake
Pentium N4200: 837, 2017　※Apollo Lake
Atom x5-Z8750: 598, 1931　※Cherry Trail
Atom x5-Z8550: 556, 1884　※Cherry Trail

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Core m3-7Y30: 1284, 3551　※第7世代
Core i5-7Y54: 1373, 3677　※第7世代

Cherry Trailからの変化（4）～チップセット機能の強化

Gemini LakeはCore系のCPUと異なり、いわゆるチップセットの機能までCPUと同じパッケージに収められています。Atomは組み込み用SoC向けブランドであり、いわゆるCPUの機能以外も1つのチップ内に同梱する製品ですから、PC用のPentium/Celeronのブランド名となってもAtomらしさが残っている部分でしょう。

Cherry TrailからGemini Lakeに至るまで、CPU/GPUに相当する部分の機能はあまり変わっていませんが、チップセットに相当する部分の機能は大きく変わっています。CherryTrailではPCIe×2レーン、USB3.0×3ポートという構成でしたが、Gemini LakeではPCIe×6レーン、USB3.0×8ポート、SATA6.0Gbs×2ポートと大幅な強化がなされています。それに伴ってパッケージ面積は17x17mmから25x24mmと約2倍の面積に大型化していますし、どの程度関係あるかは分かりませんがSDPは2Wから4.8Wに、価格も$21～$37から$107～$161まで上昇しています（CPU+チップセットの合計価格と考えればCeleron、Pentiumにふさわしい価格かもしれませんが）。

チップセット機能の強化はミニPC向け需要、あるいは「Core Y系列の下位品」という位置づけに応じたものでしょうが、タブレットやスティックPCからするとやや過剰なスペックのように感じられます。2万円スティックPCの隆盛がBaytrailやCherry Trailの低消費電力や安さ、パッケージサイズの小ささにあったと考えると、後継製品は出るのだろうかという不安があるところです。

3.ARM版Windows

Snapdragon 835とARM版Windowsを搭載した製品がアナウンスされています。ARM系の最上位製品はAtomに匹敵する性能を持ちます。Snapdragon 835とCore i5-7Y54のGeekbenchの数字（参考）を基準にpassmarkスコアを重みづけしてやると、シングルスレッド725±25、マルチスレッド3250±100程度となり、シングル・マルチ両面でCherryTrailやApollo Lake下位品を上回り、Gemini Lakeと互角の数字になっています。マルチコア性能でもCore m3に迫っていますが、8コアの性能ですし、オフィス用途にはシングルスレッド性能が効いてくるので、さすがに追いつけないでしょう。

ARM版WindowsではWin32/64アプリのエミュレーションによる速度低下が気になるところです。OS本体と.NETアプリ（ストアアプリを含む）はARMネイティブで動作するとされており、Win32/64アプリをどこまで使うかで体感値も変わってくると予想されます。展示会のデモではサクサク動いたという報告が多いですが、誰しもがうまくいくとは限らないかもしれません。

また、ARMはスマホ向けの設計のため、2in1として使うにはチップセット相当の機能が弱すぎるのではないかという不安もあります。例えば以下の点が気になります。

• HP Envy x2のIntel版はUSBポートが2つありますが、ARM版では1つしかありません。スマホやAndroidタブレットが給電・通信兼用のUSBポートを1つしか備えていないことを考えると、SoCが1ポートしか対応していない可能性が高く、給電とUSB接続の同時実行、給電と外部ディスプレイの同時接続等に不安が残るところです。
• スマホ用ARMはPCIeやSATAを欠きます。HP Envy 2 Intel版は「PCIe SSD」と明記されているのに対し、ARM版は「Storage」となっています（おそらくeMMCでしょう）。eMMCは速度が遅く、Altair VH-AD2での比較では読み込みがSSDの1/4～1/2、書き込みは1/10程度の速度で、特にシーケンシャルな書き込みではHDDよりも遅くなっています。eMMCのもたつきはSurface 3で良く味わっているので、できればSSDでつなげてほしいところです。
• 組み込みのアナログVGA出力もSoCに含まれていないでしょうから、USBディスプレイ出力アダプタで代用する必要がありそうです。

ともあれ、AtomがPentium Silverに衣替えしてしまった今7～8インチのWindowsタブレットが出るとしたらARM版しかないでしょう。そのサイズの製品であれば大きさや消費電力の都合でUSB1ポートeMMCストレージしか選択肢はないでしょうから、チップセット部分の弱さはあまり気になりません。ただ予告されている製品すべてがSnapdragon 835で、Windows PhoneのアップデートがSnapdragon 615/8xxに限られているのと同様に何らかの縛りはありそうで、下位ARM製品を使った安価なタブレットが出てくれるのは期待薄かもしれません。

4.第8世代Core Y

近頃は上位2in1機にCore m3-7Y30等の製品が採用される例が増えています。現在Core Y系列は第7世代まで出ていますが、デスクトップ向け・ノート向けでは第8世代（CoffeeLake、Kaby Lake Refresh）まで出ており、そう遠くない時期に第8世代のCore Y系列製品も出るでしょう。

IntelはAMD Ryzenに対抗して第8世代でコア数（またはハイパースレッディングの可否）を1段階上げており、第7世代→第8世代で同じ価格帯の製品でも1.5倍の性能にジャンプアップするような調整がされています。第8世代U系（TDP15W）でもそうなっていますので、第8世代Y系CPUでもそうなることを期待したいところです。ただ、TDP 15W帯にはAMD Ryzenが進出しており対抗する必要性がありますが、タブレット向けとなるとAMDE2-9000e（TDP 6W、Passmark 1355）というApollo LakeのCeleron並の製品しか出していないため、あまりサービスもないかもしれません。

5.組み込み用途では継続しているAtom Eシリーズ、Cシリーズ

消費者から見るとAtomはブランドが丸々消滅したように感じられますが、スマホ以外の組み込み用途ではAtomブランドは継続しています。2016年には組み込み用Atom E3900シリーズ、・自動車用途のAtom A3900シリーズを投入しており（参考）、2017の第三四半期にAtom CのブランドでDenvertonと呼ばれるサーバ・ネットワーク機器向けシリーズが発売されています。後者の最上位機種は10Gbイーサネットを4本接続可能、16コア/TDP32W/$449.00というネットワーク機器向けの製品で、タブレットで使用していたユーザから見ると想像もつかないものです。

IntelはPC向けが主力ではあるものの成長が鈍っており、ネットワーク向けや組み込み向けを成長市場として位置付けているようで（参考）、その意味ではAtomブランドもCherrytrailの後継CPUの開発も止まらなそうです。Atom Z撤退時のニュースリリースでは2020年ごろの5G携帯での再参入を目指すとしていましたが、実現するのでしょうか……

6.終わりに

私個人はSurface 3の後継機種が欲しいのですが、

• Windowsが走る10～12インチの2in1で
• キーボード込みで1kgを切って
• スマホの充電器で給電出来て
• SIMが挿せて
• アナログVGAに出力できる

という条件を満たせる製品がなかなか出ず、HP Envy x2のARM版・Intel版どちらかなら満たせるだろうかと期待しているところですが、もう少し選択肢が増えてほしいと思っています。ARMはエミュレータがまだ不安で、できればIntelで出てほしいところです。

Atomに世話になってきた身としては、Gemini LakeでARM対抗製品が出ないかと期待してしまいます。今でもPCIe、USB、SATAの数を削ってTDP4.5W/SDP2W程度で$50以下の製品を出せる気がしますが、どうなんでしょうか……ARMの8コアに対抗して（または第8世代Coreに連れだって）6～8コア化してくれれば最高なのですが。