Intel の Adaptive Boost テクノロジーと Thermal Velocity Boost とは何ですか?

新しい Intel プロセッサには、Intel の Thermal Velocity Boost および Adaptive Boost Technology が搭載されている可能性があります。ただし、これらのテクノロジが何をするのか理解していないかもしれませんが、システムが高速化されることは間違いありません。何しろ、名前に「ブースト」がついているからです。

しかし、Adaptive Boost Technology と Intel の Thermal Velocity Boost とは何ですか? また、それらはどのようにしてコンピュータを高速化するのでしょうか?

プロセッサとブーストの説明

Thermal Velocity Boost (TVB) と Adaptive Boost Technology (ABT) を検討する前に、プロセッサに関してブーストが何を意味するのかを理解することが不可欠です。

おわかりのように、プロセッサーはユーザーが行うすべてのことを可能にしますが、CPU はどのようにすべてを行うのでしょうか?

何十億ものトランジスタでできた論理回路を使っています。これらのトランジスタにより、プロセッサは加算、減算、除算などの基本的な演算を実行できます。これらの単純な操作により、マシンは Web ブラウザーを開いたり、Blender で複雑なシーンをレンダリングしたりできます。とはいえ、これらのタスクを実行するには、マシンのトランジスタをすばやくオン/オフする必要があり、プロセッサのクロック周波数に基づいて同じことが行われます。

したがって、それを見ると、CPU のクロック周波数は、CPU がタスクを実行できる速度を定義します。このクロック周波数を上げると、システムのパフォーマンスが向上します。TVB と ABT のブーストは、より高いクロック周波数によるパフォーマンスの向上を表しています。

最新の CPU にブースト テクノロジが必要な理由

前に説明したように、プロセッサのパフォーマンスはそのクロック周波数に依存するため、プロセッサを常に高周波数でフル チルトで実行することは理にかなっています。結局のところ、プロセッサーが最高のパフォーマンスを発揮するのに役立ちます。しかし、ここで障害にぶつかります。

プロセッサのクロック周波数が上がると、プロセッサ内のトランジスタのオンとオフの切り替えがより速くなります。このため、それらが引き出す電力量は指数関数的に増加します。この消費電力の増加により、チップセットの温度が上昇し、プロセッサをより高い周波数で長時間実行することができなくなります。

また、モバイル システムの消費電力が増加すると、バッテリーが消耗します。したがって、ほとんどの場合、コンピュータ システムは、プロセッサの最大周波数よりも低い基本周波数で実行されます。これにより、プロセッサーのパフォーマンスと消費電力のバランスが良好になります。とはいえ、要求の厳しいワークロードを実行する場合、プロセッサはブースト テクノロジを使用してクロック周波数を上げます。

大局的に見ると、Intel i9-12900KS のベースクロック周波数は 3.40 GHz で、プロセッサの最大周波数は 5.50 GHz です。この周波数の増加は、CPU を集中的に使用するワークロード中にプロセッサーがより優れたパフォーマンスを提供するのに役立ちます。同時に、ベース周波数が低いため、パフォーマンスと電力効率のバランスが取れています。

CPU ブーストはどのように機能しますか?

これで、システムのプロセッサが周波数を変更してパフォーマンスを向上できることがわかりましたが、プロセッサはどのようにしてクロック周波数を上げるのでしょうか?

まず、プロセッサは温度、電流、消費電力を綿密に監視し、Advanced Configuration and Power Interface (ACPI) を使用してマザーボード経由でオペレーティング システムに送信します。オペレーティング システムは、複雑なワークロードを実行するために CPU からより多くの電力を必要とする場合、ACPI を使用して周波数と消費電力を増やすように CPU に要求します。

要求が受信されて処理されると、CPU は、Sandy Bridge マイクロアーキテクチャ以降 (2011 年以降) を使用する新しいプロセッサの場合は 100MHz ずつ、Nehalem および Westmere マイクロアーキテクチャを使用する古いプロセッサの場合は 133MHz ずつ周波数を上げます。

この周波数の増加中、プロセッサーは、プロセッサーが消費する電力、電流、および温度をチェックし続け、ブースト技術の周波数制限または CPU の温度しきい値に達すると、増加を停止します。

さまざまなインテル ブースト テクノロジーを理解する

ブースト技術に関しては、インテルにはいくつかあります。したがって、Thermal Velocity Boost および Adaptive Boost Technology を理解する前に、これらのテクノロジを検討することは理にかなっています。

• Intel Turbo boost 2.0: Intel によるこのテクノロジは、システムで実行されている単一のコアまたはすべてのコアのクロック周波数を高めます。これを行うために、ターボ ブースト 2.0 はプロセッサが消費する温度、電力、および電流を調べ、CPU で実行されているコアの数に基づいてクロック周波数を上げます。
  
• Intel Turbo Boost Max 3.0: CPU の 2 つのコアは同じではありません。8 コアの CPU を使用している場合、2 つのコアが他の 6 つよりも優れており、より高い周波数をより適切に処理できる可能性があります。インテルのターボ ブーストはこれらのコアを識別し、これらのパフォーマンスの高いコアのクロック周波数をさらに押し上げます。
  

Intel Thermal Velocity Boost の説明

お使いのシステムで Turbo Boost 2.0 と Turbo Boost Max 3.0 の両方が有効になっているが、システムがより多くの電力を必要としている場合は、Intel Thermal Velocity Boost の出番です。このテクノロジーは、CPU が実行されている温度を調べ、摂氏 70 度 (デスクトップ) および摂氏 65 度 (モバイル) を下回る場合、TVB はコアのクロック周波数をさらに 100MHz 上げます。

その後、このクロック周波数の増加は短時間維持され、プロセッサの温度しきい値に達するとブーストがオフになります。

コアに関しては、Thermal Velocity Boost を使用して、マルチコアとシングルコアの両方のパフォーマンスを向上させることができます。

インテル アダプティブ ブースト テクノロジーの説明

Intel の Thermal Velocity Boost と比較すると、Adaptive Boost Technology は、CPU が 3 つ以上のコアを使用している場合にのみ効果を発揮します。TVB と同様に、Turbo Boost 2.0 の実行後に ABT が登場しますが、システムはより多くの電力を必要とします。同じことを実現するために、ABT は CPU の温度をチェックし、摂氏 100 度未満の場合は、マルチコア ワークロード (3 つ以上のコア) のパフォーマンスを 100MHz 単位で最大 300MHz 押し上げます。

アダプティブ ブースト テクノロジーは、熱のしきい値に達するまで、コアをより高い周波数に押し続けます。したがって、Intel の Cryo Cooling を備えたシステムを使用している場合、マルチスレッド ワークロードを実行する際の Adaptive Boost Technology のおかげで、パフォーマンスを大幅に向上させることができます。

Intel Adaptive Boost テクノロジーと Thermal Velocity Boost の比較

Adaptive Boost Technology と Thermal Velocity Boost は、アルゴリズムのアプローチを使用して特定の条件が満たされると、プロセッサのクロック周波数を増加させます。

とはいえ、Adaptive Boost テクノロジーと Thermal Velocity Boost はどちらも異なるアプローチで設計されており、これらのテクノロジーの比較を以下に示します。

Thermal Velocity Boost と Adaptive Boost テクノロジーは価値がありますか?

Thermal Velocity Boost と Adaptive Boost Technology はどちらも、アルゴリズムのアプローチを使用してプロセッサのクロック周波数を上げます。これにより、温度、ワークロード、および消費電力の特定の条件が満たされると、CPU は高い周波数に達することができ、CPU は短時間で高いパフォーマンスを発揮できます。

このパフォーマンスの向上は、複雑なワークフロー、高解像度のゲーム、または大規模なデータセットのトレーニングに役立ちます。とはいえ、これらのテクノロジを有効にするにはコストがかかることを理解することが不可欠です。これらのブーストテクノロジを有効にするには、独自の冷却ソリューション、電源ユニット、およびマザーボードが必要だからです。