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パソコン(PC)の森
家電メーカーパソコンから自作パソコンまで含めた
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【その他まとめ】
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【HTT(Hyper Threading Technolog)の詳細仕様】

CPUの方で説明しましたが、文章だけでは分かり難いと思い
ますので、Gifアニメで説明したいと思います。



【HTTとは】
CPU内のCore(演算回路)に2本の入力経路を設け、主処理
とは別の処理を同タイミングで開いているCore内の演算回
路を利用して行う機能です。

主演算と同時進行で副演算を行える為、処理能力が向上し
ます。

但し以下の問題があります。



【対応しているソフトじゃないと動かない】
HTTの仕様
↑のアニメの様に同時入力で開いている回路を利用して演
算をする訳ですが、

どの処理をする時にCoreの何処の回路を使って何処が開い
ているのか?
という事がある程度予め分かっていないと同タイ
ミングで処理をする事が出来ない為、

HTT用に専用でプログラムを組んでいないと動作しません。


基本的にソフトウェア内で別の処理を行う時に動作すると考
えて下さい。

また、当然ですが上記の事がある為、他のソフトの処理を空
きを使って処理をすると言う事も出来ません。
(適当に放り込むと処理に遅延が出る為)


尚、実際の回路はもっと密度が高い論理回路の集積体で数
が多い上に、実際の処理に占有している回路の比率も高い
ので、空きはもっと少ないと思ってください。

後、使用する回路に左から右に流れるという処理はなく、必
要な回路部分に適時送信して使用する様になっています。
(CPUのピンや接点が数百から数千あるのはこの為)



【対応しているソフト】
OSがWindows 7以降ならシステムの処理にHTTが対応して
います。

また、一部の動画エンコードソフトやベンチマークも対応して
います。

気になることかと思いますが、ゲームはほとんど対応してい
ません




【HTTの注意点】
物理コアが2Coreの場合、システム上は4Coreに見えても
秒間当たり処理が出来る最大値は1Core+αx2であり、物
理4coreの性能には遠く及びません。

4Coreの代わりにはなりえないので、注意して下さい。



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【IntelCPUの特性 2】

【CPUの選び方 1】で多少触れましたが、【IntelCPUの特性】
原因でIntelCPUTDP平均値で出されています。

今回はその事から来る問題点を書きます。



【デスクトップPCでの問題点】

【リテールクーラーの仕様】
標準で付いてくるCPUクーラーをリテールクーラーと呼びますが、
Intelのリテールクーラーにはある問題があります。

上記した様にTDP平均値で出されているのですが、之は通常
のソフトが複数のデータを読み込む為メモリとCPUキャッシュ間
のデータ転送速度が上下する事を前提としているので、

「メモリとCPUキャッシュ間の転送速度が最高速で転送し続ける
事を前提にしてはいないと言う事です。

簡単に言ってしまうと、ベンチマークやエンコードをやり続ける
を想定してリテールクーラーを作っていません。

だから、OCCTPrimeの様な高負荷ベンチをリテールでやった
場合、冷却不足で高発熱になる訳です。



【対策方法】
シミュレーション演算やエンコード等の一つのデータを処理し続
ける
ソフトを使いたい場合は社外CPUクーラーに交換して下さい。



【ノートPCでの問題点】
自作やBTOのデスクトップなら、まだ性能の高い社外CPUクーラ
ーを付ければ問題ないですが、問題はそれが出来ないノートPC
です。

PCベンダが、Intelが公表しているTDPの値其の侭PCの熱設
をしていた場合、ノートPCで高負荷ベンチやエンコを長時間や
ると冷却不足で周辺のパーツが痛み寿命が短くなる可能性が
あります。



【対処方法】
基本的にノートPCでは「ベンチやエンコ」をやらない、もしくは
時間だけにする
と言う対処法しかありません。

ベンチやエンコをやりたいなら、タワー型のデスクトップPCを選
択する事を強くお勧めします。



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【IntelCPUの特性】

IntelのCPUの特徴として、「エンコードが早い」、「ベンチマークの
結果が良い
」、「複数ソフトを立ち上げると引っ掛かりがでる」、
ベンチマークと実際のソフトだと処理速度が一致しない」等あり
ますが、これは以下の仕様が原因になっています。



【特定条件下でのみデータ転送速度を上げている】
CPUの中にはキャッシュと言うデータを一時的に保存する部分
があるのですが、

これはメモリコア間で直接データのやり取りをすると、データ転
送速度が遅くてコアの処理速度に対応できない
為、キャッシュに
一時的に貯めてコアまでの速度を補っているわけです。

Intelの特徴は、このキャッシュとメモリ間の転送速度の制御仕
様から来たものです。



【キャッシュとメモリ間の制御】
Sisoftwareのsandraと言うソフトにはmemory&chashベンチマー
と言う、メモリとCPUキャッシュ間のデータ転送速度を数値化
するベンチマークがあります。

これは[メモリ→CPUキャッシュ→コア]と言う順番に処理をし、最
終的な数値を出すもので、CPUキャッシュとコア間の速度 & CP
Uの周波数は一定な為、波形はメモリとキャッシュ間の速度差
出ている事が分かります。


このグラフは広告サイト、インプレスが出したベンチの結果です。

見てもらえば分かると思いますが、32~64KBを頂点としたグラフ
になっています。

本来全性能を出して処理をしていた場合、一度に転送出来るデ
ータ量を超えない限り速度が落ちる事がないのと上がる事も無
為、この様なグラフには成りません。

つまり、意図的にこの様な制御をしている事になります。


(注意:128KB1MBで急激に下がっているのは、2次キャッシュ
3次キャッシュまでデータを読み込みに行く必要が出た時に読み
込み速度が落ちる
からですが、重要なのは1~64KBなので今回
は重要ではありません)

因みに、Intelの場合L1 キャッシュは64KBL2 キャッシュは256
KB
L3 キャッシュは2MB以上であり、上位のキャッシュ容量を
超えるデータ量の時に下位の遅いキャッシュにアクセスします。



【この仕様が何を表しているのか】
転送するデータが32~64KB時だけ転送速度を高速化すると言う
事はデータを処理する時に32~64KB分割転送すれば高速で
処理ができる
と言う事になります。

しかし、高速化したぶんだけ発熱が上がる為、下げて冷まさなけ
ればなりませんので他のデータ量の時に速度を下げている
です。

(2014/4/17追記)
キャッシュコントローラは消費電力が高く、元から熱源になりや
すい
と言う事もあります。


問題はこの仕様です。処理速度の安定性というのは等速で処理
をし続け無ければ保てません。

ですが、この仕様では32KB未満のデータを読み込む度に転送
速度がガクッと落ち込む事になる為、安定した処理速度が保て
ません。

だから、「複数のデータを読み込む事で動作する通常のソフト
と「一つのデータを処理し続けるだけのベンチ」では処理速度が
一致しないし、

ソフトを立ち上げるほど転送速度が上下して処理に遅延が発生
する為「マルチタスクに弱い」と言われているわけです。


このグラフを見るとsandraバージョン2011から極端に仕様変
更されて
分かりにくくなっていますが、上のグラフのi7-875Kを比
べて見ると分かる様に次世代も仕様が変わっていない様です。



(2012/5/11追記)
どうやら2012年版のベンチは更に仕様が判り難くい様に改変さ
れているようですが、Ivy Bridgeも仕様が変わっていないです。


(2013/6/24追記)
2013年版のベンチ12年版と殆ど変わらない様ですが、Haswe
ll
の数値を見てみると、仕様が強化されて速度差激しくなって
いる
様です。


(2015/12/16追記)
sandra2015のグラフですが、Skylakeも仕様は変わっていません。


(2017/2/19追記)
発売時の記事のグラフですが、Kabylakeも仕様は変わっていま
せんね。



気になる方は、↓で2010 SP3をダウンロードし、インストールして
実行してみましょう。
(右側のリストから過去バージョンを選びます)

http://www.filehippo.com/jp/download_sandra_lite/tech/


尚、実行するのは↓の画像のベンチマークです
sandra memorychash

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