最新の Celeron が最初期の Core i5 の性能を超えそうな件

CPU の性能は基本設計 (アーキテクチャ) に左右されます。性能向上を重ねた結果、最新アーキテクチャの Celeron が最初期の Core i5 の性能を超える目前まできているようです。

最新の Celeron

パソコンに搭載されている CPU では
Intel の Core i シリーズが有名です。
例えば同じ Core i7 という名称の CPU でも
下表のように設計によって世代が分かれており、
世代が進むごとに性能が向上します。

アーキテクチャ コードネーム 世代 搭載機
Nehalem Nehalem 第1世代
Core i7/i5/i3
Nehalem Westmere 第1世代
Core i7/i5/i3
Sandy Bridge Sandy Bridge 第2世代
Core i7/i5/i3
MacBook Pro (Early 2011)
MacBook Air (Mid 2011)
MacBook Pro (Late 2011)
Sandy Bridge Ivy Bridge 第3世代
Core i7/i5/i3
MacBook Air (Mid 2012)
MacBook Pro (Mid 2012)
Haswell Haswell 第4世代
Core i7/i5/i3
MacBook Air (Mid 2013)
MacBook Pro Retina (Late 2013)
MacBook Air (Early 2014)
MacBook Pro Retina (Mid 2014)
Haswell Broadewll 第5世代
Core i7/i5/i3
MacBook Air (Early 2015)
MacBook Pro MacBook Air (Early 2015)
Skylake Skylake 第6世代
Core i7/i5/i3

CPU の性能は Core i7 とか Celeron という
名前ではなく、アーキテクチャによって左右されます。
ベンチマーク (性能指標) 最新のアーキテクチャ Celeron が
最初期の Core i5 の性能をそろそろ超えそうです。

※大雑把にはこんな感じです。

benchmarks_i5
PassMark – Intel Core i5 650 @ 3.20GHz – Price performance comparison

benchmarks_celeron
PassMark – Intel Celeron G1840 @ 2.80GHz – Price performance comparison

Nehalem の Core i5-650 (3.20GHz、2コア/4スレッド)
の PassMark 3141 と比較すると
Haswell の Celeron G1840 (2.80GHz、2コア2スレッド)
は PassMark 2924 なので、だいぶ肉薄してきています。

1コア (シングルスレッド) あたりの性能では
3.20GHz の Core i5 が PassMark 1320 に対して
2.80GHz の Celeron が PassMark 1650 なので既に超えています。
仮に同じ動作周波数であれば、最新 (Haswell) の
Celeron は初期型 (Nehalem) の Core i5 の 1.4倍
の性能です。

Core i シリーズが Broadwell という新しい世代に
移行し始めたので Celeron もいずれ同世代へと進むと思います。
アーキテクチャの世代が進む毎に CPU 性能が上がるため、
Haswell から Broadwell へと世代が進むことで
Celeron が最初期の Core i5 の性能を超えそうです。

benchmarks_i7
PassMark – Intel Core i7 920 @ 2.67GHz – Price performance comparison

なお、Nehalem の Core i7-920 (2.66GHz、4コア8スレッド) と
Haswell の Celeron G1840 (2.80GHz、2コア2スレッド) では、
Celeron の方が1コアあたりの性能が高いものの
さすがにトータルでは Core i7 の方が速いです。
初期型の Core i5 でも 2コア4スレッドのものではなく、
4コア4スレッドであれば、当分の間は
Celeron に追いつかれることはなさそうです。

ベンチマークでは Core 2 Quad Q6600 (2.4GHz、4コア4スレッド) と
Celeron G1840 (2.80GHz、2コア2スレッド) の性能が互角のようです。
最初期の Core i5 か、 Core 2 Duo の倍くらいの性能で問題なければ
今は Celeron G1840 (2.80GHz、2コア2スレッド) 以上で足りるみたいです。
CPU 選びの参考までに。

次世代アーキテクチャ

ちなみに、次世代アーキテクチャである Skylake
が気になりますが、残念ながら十分な情報がありません。

  • グラフィック性能が Broadwell の 50%増し
  • Thunderbolot 3.0 (DisplayPort 1.3) 対応
  • HDMI 2.0 (4K 60Hz 8bit 4:4:4) 対応
  • HEVC/H.265 のエンコーダとデコーダの搭載

などが盛り込まれる、ないし
盛り込まれることが推測・期待されているようです。

参考:
Some features of Skylake graphics architecture
Intel Publishes Initial Skylake Linux Graphics Support – Phoronix
Intel HD and Iris Graphics – Wikipedia, the free encyclopedia
Skylake (microarchitecture) – Wikipedia, the free encyclopedia

この通りであるならば Skylake 世代のCPUが
搭載された Mac は 5K 対応の可能性が出てきます。

HDMI でも 4K 60Hz 12bit 4:2:2 or 8bit 4:4:4、
4K 30Hz 16bit 4:4:4 が使えるようになります。
つまり、Haswell や Broadwell では 4K 30Hz だったものが
Skylake では 4K 60 Hz が問題なく使える可能性が出てきます。

HEVC/H.265 が搭載されれば動画品質の底上げが期待できます。

DVD の動画は MPEG2 という方式で圧縮されています。
Blu-ray では MPEG2 と同程度の画質を半分の容量で
実現できる MPEG-4 AVC/H.264 という方式が使えます。
HEVC/H.265 は MPEG-4 AVC/H.264 と同程度の画質を
さらに半分の容量で実現できる新しい圧縮方式です。

MPEG2 -> H.264 -> H.265 と品質が倍々になるわけです。

4K は FullHD の 4倍の画素数となりますが、
画像の複雑さが4倍になるわけではないため、
動画のファイルサイズは意外と2倍くらいで済みます。
FullHD 動画と同程度のファイルサイズで
4Kの動画が利用できるようになるかもしれません。

このあたりは、搭載されるデコーダの対応プロファイルに依存します。

Blu-ray では、今は H.264 が使われていますが、
当初は MPEG2 が使われていました。
なぜかというと、H.264 がケータイ向け動画を想定していたからです。
ケータイは無線通信ですから、速度がとても遅いです。
画質そこそこで圧縮率は非常に高い動画圧縮方式が必要でした。
最初の H.264 では高解像度・高画質よりも圧縮率が重視されたため
世代遅れの MPEG2 の方が高解像度・高画質のコンテンツを提供できたわけです。
そうはいっても H.264 の方が進んだ技術でしたから、
最終的には MPEG2 にとってかわりました。

このような動画品質の設定 (解像度やビットレートなど)
のことをプロファイルと言います。
ケータイ向けのプロファイル、映画向けのプロファイルといったように
動画のクオリティによって複数のプロファイルが用意されています。
例えば、

  • MP@L1.2 (Main Profile Level 1.2) なら
    ケータイ向け (320x240px、20fps、396kbps)
  • MP@L3 (Main Profile Level 3) なら
    DVD相当 (720×480、30fps、10Mbps)
  • MP@L4.2 (Main Profile Level 4.2) なら
    FullHD動画 (1920×1080、64fps、50Mbps)
  • HP@L5.1 (High Profile Level 5.1) なら
    4K動画 (4096×2048、30fps、300Mbps)

といった感じです。

CPU や GPU に動画再生専用の回路が搭載されている場合
その専用回路が対応しているプロファイルの動画であれば
小さな負荷と電力で再生できます。

H.265 の再生は結構重いので、
どのくらい重いかをちょっとご紹介しておきます。

以下から再生ソフト (VLC 2.2.0) とテスト動画を得られます。
4K Ultra High Definition Media Player VLC for Mac OS X available » libde265 HEVC — H.265 High Efficiency Video Coding
libde265 HEVC performance on PC hardware for 720p/1080p and 4K video » libde265 HEVC — H.265 High Efficiency Video Coding

Macbook Pro 15 Retina Late 2013、
(Core i7 2GHz、Intel Iris Pro Graphics、メモリ8GB)
OS X 10.9.5 + VLC 2.1.5 で
4K、24fps、9.5Mbps の動画を再生すると
CPU使用率がおおむね 400% に張り付いてコマ落ちします。
全体としては CPUのおよそ50%を使い続けました。
※OS X からは 8コアに見えるので 4コア分をまるまる使い切る感じです。
※VLCの制限なのか、最大で4コア8スレッドの半分しか使えていない?

1080p、24fps、1500kbps くらいであれば、
CPU使用率は 80〜 130%くらいで収まりました。

VLC 2.2.0 では 4Kの画像が表示されませんでしたが、
1080p の方は CPU使用率が半分くらいになりました。
負荷が半分に抑えられると考えて、
2コア4スレッドの Core i7 や i5 だと
4K、24fps がギリギリ再生できるかどうかといった印象です。

デスクトップ用の4コアの Core i7 や i5 であれば
動作周波数も高いので何とか再生できそうですが、
4K、60fps になるとかなり厳しそうです。

そんなわけで、4K、60fps に対応した
HEVC/H.265 デコーダが搭載されると
4Kコンテンツの普及には追い風になるのかなと思います。

Skylake の現物が出てくるのが楽しみです。

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