Turbo Boostを活用する「VAIO TruePerformance」 VAIOの説明によれば、VAIO TruePerformanceとは「Intel Turbo Boost Technologyをより長期間、高いレベルで継続的に動作可能にする」機能だという。初めて説明を受けたとき、筆者はなにを言ってるのかよくわからなかった。 その後、VAIOのエンジニアに突っ込んた質問をしたところ、Turbo Boost Technology 2.0でブーストモードが有効なときに、PL1(Power Limit 1)を上げるものだということがわかった(PL1についての解説は別記事を参照されたい)。順を追って説明していきたい。 まずは、そもそもTurbo Boost Technology 2.0とはどういったもので、それがどういう仕組みで動いているのかを理解する必要がある。 Turbo Boost Technology 2.0は、Sandy Bridgeこと第2世代Coreプロセッサから導入された、Intelの公式的なクロックアップ技術だ。一般的なオーバークロックの場合はCPUメーカーが規定する以上のクロックで動かすことを目的としている。一方、Turbo Boostでは“ベースクロック”と“ブースト時の最大クロック”という2つのクロックが規定されており、Turbo Boostが有効であれば、その2つの間のクロックでCPUが動作する。 たとえば、VAIO S11/S13に搭載されているCore i7-8550Uの場合は、ベースクロックが1.8GHz、ブースト時の最大クロック4GHzなので、その間のクロックで動作するわけだ。

Turbo Boostを実装するために規定されている2つの電力リミット、「PL1」と「PL2」 図1は、第7世代Coreプロセッサ・Uシリーズ(KBL-U)のデュアルコア版CPUを例にとって、Turbo Boost Technology 2.0がどのように動作しているかを示している。縦軸はクロックと供給電力で、横軸は時間となっている。 CPUはアイドルと呼ばれる待機モードに入っている場合、クロックは300MHzなどの最下限まで下げられ、それに合わせてCPUに供給される電流/電力も低い状態に抑えられている。その状態ではCPUはほとんど発熱していないので、システムの温度も低い状態になっている(図1の①を参照)。 そこから、アプリケーションが起動するなどしてアイドルから通常モードに戻ると、CPUはシステムの温度が低いのを検知し、CPUクロックをブースト時の最大のクロックまで引き上げる。このときにCPUが必要とする電力も増えるので、CPUに多大な電力が供給される(図1の②を参照)。このさいのクロックが、IntelのCPUスペックに記載されているブースト時最大のクロックだ。 次に、供給される電力が増えればCPUの発熱も上がる。CPUは温度を下げるために段階的ににクロックを下げていき、それと同時にCPUへの供給される電力も減っていく(図1の③を参照)。 そして、徐々に下がっていくクロックはある段階にくると安定して動くようになり、そこでクロックが固定されて動き続ける(図1の④を参照)。実際にはさらにシステムの温度が上がると、ベースクロックまでクロックが下がるのだが、それはワーストケースだ。長時間CPUに負荷をかけると、多くのノートPCはほとんどの時間で④の状態で動作することになる。 このとき、CPUが④の状態に供給する電力のことを「PL1(Power Limit 1)」、②の状態に供給する電力のことを「PL2(Power Limit 2)」と呼んでいる。

Kaby Lake RefreshのPL1とPL2の“間が空いている”という特徴をうまく活用したVAIO TruePerformance 今回のVAIO S11/S13に搭載されている第8世代Coreプロセッサ・Uシリーズ(開発コードネーム: Kaby Lake Refresh、以下KBL-R)と、従来の第7世代Coreプロセッサ・Uシリーズ(開発コードネーム: Kaby Lake-U、以下KBL-U)との違いはCPUコア数にある。KBL-Uは2コアだが、KBL-Rは4コアになっている。 じつは、Turbo Boost時の最大クロックはどちらも4GHz近くに設定されており、つまりブースト時に必要な電力はKBL-Rのほうがはるかに大きく(コア数が倍になるからだ)、供給する電流量の最大値(Icc Max)もKBL-Rでは拡張されている。 KBL-Uが32Aなのに対して、KBL-Rのそれは64Aとなっており、それだけ電源回路に余裕を持たせる必要がある。同時にPL2も引き上げられている。KBL-Uでは20W台後半だったのが、KBL-Rでは40W台半ばになっているのだ。このことを示しているのが以下の図2だ。 これでわかるように、KBL-RはTurbo Boost時の最大クロックは同じだが、4コアであるために供給しなければならない電力(PL2)が大幅に上がっている。このため、安定動作時の供給電力であるPL1との差が大きくなっており、そこに“大きな間”がぽっかり空いてしまっている。これがKBL-Rの技術的な特徴だ。 そのことを活用したのが今回のVAIO TruePerformanceだ。CPUの電源回路的には余裕があるのだから、このPL1をPL2に合わせて少し引き上げてみたらどうだろうか、というのが基本的な考え方となっている。 というのも、PL1での熱設計を規定するのはIntelではなく、OEMメーカーだからだ。OEMメーカーがIntelが想定している以上のキャパシティを持つ熱設計(具体的にはCPUファンや熱伝導するヒートパイプなど)を用意すればそれが可能になるわけだ。 このため、今回VAIOは放熱用ヒートパイプの熱輸送力を33%向上させつつ、放熱用フィンの熱交換率も10%向上させた。さらに、ファン回転テーブルのチューニングなどを行なうことで、前提的な放熱能力の向上を達成、PL1を押し上げることに成功した。その結果、VAIO TruePerformanceが実現されている。 VAIO TruePerformanceについて端的に言えば、Turbo Boost有効時の安定動作時のクロックが一般的な設計に比べて引き上げられており、それによって性能が向上するということだ。