Haswellとは？意味をわかりやすく簡単に解説

text: XEXEQ編集部

Haswellとは
HaswellのCPUラインナップと特徴
Haswell世代のデスクトップPC向けCPUラインナップ
Haswell世代のモバイルPC向けCPUラインナップ
Haswell世代のCPUにおける省電力機能の強化
Haswellマイクロアーキテクチャの特徴
Haswellマイクロアーキテクチャにおけるプロセッサコアの強化
HaswellマイクロアーキテクチャにおけるGPUコアの強化
Haswellマイクロアーキテクチャにおけるキャッシュ・メモリの強化
Haswellと他のマイクロアーキテクチャとの比較
Haswellと前世代のIvyBridgeマイクロアーキテクチャとの比較
Haswellと次世代のBroadwellマイクロアーキテクチャとの比較
Haswellとライバル企業のマイクロアーキテクチャとの比較
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Haswellとは

Haswellはインテル社が開発・販売しているCPU(中央演算処理装置)のマイクロアーキテクチャの一つです。第4世代Coreプロセッサ向けに設計されたマイクロアーキテクチャであり、22nmプロセスルールで製造されています。

Haswellマイクロアーキテクチャは2013年6月に登場しました。前世代のIvyBridgeと比較して、性能と電力効率が大幅に向上しているのが特徴です。

Haswell世代のCPUはデスクトップPC向けとモバイルPC向けの両方で展開されています。デスクトップPC向けにはIntel Core i3、i5、i7が採用され、モバイルPC向けにはCore MやCore i3、i5、i7が採用されています。

HaswellマイクロアーキテクチャではAVX2命令やFMA3命令などの新しいSIMD命令が追加されました。これにより、マルチメディア処理や科学技術計算の性能が向上しています。

また、HaswellではGPUコアであるIntel HD Graphicsも強化されています。DirectX 11.1やOpenGL 4.0、OpenCL 1.2をサポートし、グラフィックス性能が向上しました。

HaswellのCPUラインナップと特徴

HaswellのCPUラインナップと特徴に関して、以下3つを簡単に解説していきます。

Haswell世代のデスクトップPC向けCPUラインナップ
Haswell世代のモバイルPC向けCPUラインナップ
Haswell世代のCPUにおける省電力機能の強化

Haswell世代のデスクトップPC向けCPUラインナップ

Haswell世代のデスクトップPC向けCPUにはIntel Core i3、i5、i7が採用されています。Core i7は4コア8スレッド、Core i5は4コア4スレッド、Core i3は2コア4スレッドで構成されています。

また、倍率ロックフリー版のCore i7-4770KやCore i5-4670Kも用意されており、ユーザーがCPUの動作クロックを変更することができます。オーバークロックに対応したZ87チップセットとの組み合わせで、高いパフォーマンスを引き出すことが可能です。

さらに、Haswellアーキテクチャを採用したPentiumやCeleronといったエントリー向けCPUも展開されています。これらは低価格ながらもHaswellの特徴である高い性能と省電力性を備えているのが特徴です。

Haswell世代のモバイルPC向けCPUラインナップ

Haswell世代のモバイルPC向けCPUにはCore M、Core i3、i5、i7が採用されています。特にCore MはHaswell世代から新たに登場したCPUで、従来のCore i3よりも低消費電力化されています。

Core Mはファンレス駆動を可能にする超低消費電力設計が特徴です。これにより、薄型・軽量のタブレットやコンバーチブルPCに搭載することができます。

一方、Core i3、i5、i7は高い処理性能と省電力性を両立しています。特にCore i7はHaswellマイクロアーキテクチャの特徴を最大限に活かした高性能モデルであり、ハイエンドノートPCに搭載されています。

Haswell世代のCPUにおける省電力機能の強化

Haswell世代のCPUでは省電力機能が大幅に強化されています。アイドル時の消費電力を削減する「C7」状態や、CPU負荷に応じて電圧と周波数を細かく制御する「インテリジェント・ビジネス・テクノロジー」が導入されました。

また、パッケージ内蔵電圧レギュレータ(FIVR)を採用することで、外付けの電圧レギュレータを不要にし、システム全体の省電力化に貢献しています。これらの省電力機能により、バッテリー駆動時間の延長や、発熱の抑制が可能になりました。

さらに、Haswell世代のモバイル向けCPUではシナリオ・ベース・パワー・マネジメント(SBPM)が導入されています。これはユーザーの使用シナリオに応じて、最適な電力制御を行う技術です。

Haswellマイクロアーキテクチャの特徴

Haswellマイクロアーキテクチャの特徴に関して、以下3つを簡単に解説していきます。

Haswellマイクロアーキテクチャにおけるプロセッサコアの強化
HaswellマイクロアーキテクチャにおけるGPUコアの強化
Haswellマイクロアーキテクチャにおけるキャッシュ・メモリの強化

Haswellマイクロアーキテクチャにおけるプロセッサコアの強化

Haswellマイクロアーキテクチャではプロセッサコアが強化されています。アウトオブオーダー実行のウィンドウサイズが拡大され、命令の並列実行性が向上しました。

また、ロード／ストア操作の性能が改善され、メモリアクセスのレイテンシが短縮されています。さらに、分岐予測機構の精度が向上し、分岐命令の実行効率が高まっています。

加えて、Haswellマイクロアーキテクチャでは新しいSIMD命令であるAVX2とFMA3が導入されました。AVX2は256ビット幅のSIMD演算を可能にし、FMA3は積和演算を1命令で実行できます。

HaswellマイクロアーキテクチャにおけるGPUコアの強化

HaswellマイクロアーキテクチャではGPUコアが大幅に強化されています。実行ユニット数が増加し、テクスチャサンプラーがアップデートされたことで、グラフィックス性能が向上しました。

また、DirectX 11.1、OpenGL 4.0、OpenCL 1.2といった最新のグラフィックスAPIやGPGPU APIをサポートしています。これにより、ゲームやマルチメディアアプリケーションの性能が向上します。

さらに、4Kディスプレイの出力にも対応しており、高解像度の映像を滑らかに表示することができます。Haswell世代のCPUはグラフィックス性能の面でも大きな進歩を遂げたと言えるでしょう。

Haswellマイクロアーキテクチャにおけるキャッシュ・メモリの強化

Haswellマイクロアーキテクチャではキャッシュ・メモリが強化されています。L1、L2キャッシュの容量は変更ありませんが、L3キャッシュの容量が拡大されました。

また、L3キャッシュのレイテンシが短縮され、アクセス効率が向上しています。加えて、キャッシュ制御アルゴリズムが改善され、キャッシュミス率が低減されました。

これらの改良により、メモリアクセスの性能が向上し、CPUとメモリ間のデータ転送がスムーズになります。特にデータ集約型のアプリケーションにおいて、性能の向上が期待できます。

Haswellと他のマイクロアーキテクチャとの比較

Haswellと他のマイクロアーキテクチャとの比較に関して、以下3つを簡単に解説していきます。

Haswellと前世代のIvyBridgeマイクロアーキテクチャとの比較
Haswellと次世代のBroadwellマイクロアーキテクチャとの比較
Haswellとライバル企業のマイクロアーキテクチャとの比較

Haswellと前世代のIvyBridgeマイクロアーキテクチャとの比較

Haswellマイクロアーキテクチャは前世代のIvyBridgeマイクロアーキテクチャと比較して、性能と電力効率が大幅に向上しています。プロセッサコアやGPUコアの強化により、IPC(クロックあたりの命令実行数)が向上しました。

また、省電力機能の強化により、同じ処理性能を発揮する場合、消費電力を削減することができます。特にモバイル向けCPUではバッテリー駆動時間の延長に大きく貢献しています。

さらに、HaswellマイクロアーキテクチャではAVX2やFMA3といった新しいSIMD命令が導入されました。これらの命令はIvyBridgeマイクロアーキテクチャには搭載されていないため、対応アプリケーションでの性能向上が期待できます。

Haswellと次世代のBroadwellマイクロアーキテクチャとの比較

Haswellの次世代マイクロアーキテクチャであるBroadwellは14nmプロセスルールで製造されています。BroadwellはHaswellの設計を踏襲しつつ、微細化によるさらなる性能向上と省電力化を実現しました。

Broadwellではトランジスタ数が増加し、クロック周波数の向上が図られています。また、GPUコアのEU(実行ユニット)数が増加し、グラフィックス性能が向上しています。

一方で、CPUコアのアーキテクチャ自体には大きな変更はありません。そのため、Haswellからの性能向上率はプロセスルールの微細化による効果が中心となっています。つまり、Haswellから Broadwellへの移行は進化的なアップデートと言えるでしょう。

Haswellとライバル企業のマイクロアーキテクチャとの比較

Haswellマイクロアーキテクチャはライバル企業であるAMDのマイクロアーキテクチャと比較することができます。AMDはBulldozerマイクロアーキテクチャを採用したCPUを展開していました。

BulldozerマイクロアーキテクチャはCMT(Clustered Multi-Threading)を採用しており、1つのモジュールに2つの整数コアを搭載する設計になっています。一方、Haswellはインテル独自のHT(Hyper-Threading)技術を採用し、1つのコアで2つのスレッドを同時に実行できます。

性能面では同世代のCPUで比較した場合、Haswellの方が高い性能を発揮する傾向にあります。特にシングルスレッド性能ではHaswellが優位であると言えます。ただし、マルチスレッド性能ではコア数の多いAMD CPUが有利なケースもあります。