低消費電力版CPUのクロック当たり処理能力低い理由

質問

たとえば下記の3つのCPUです。

i3-3220T 最高クロック2.80GHz 浮動小数点演算性能 44.80 GFLOPS
i5-3210M 最高クロック3.10GHz 浮動小数点演算性能 40.00 GFLOPS
i7-3517U 最高クロック3.00GHz 浮動小数点演算性能 30.40 GFLOPS
http://hardware-navi.com/cpu.php

最高クロックはほぼ同じですが、どうして最大演算性能にはこんなに違いがあるのでしょうか。

低消費電力版CPUがクロック当たり処理能力が低くなる理由を具体的に説明お願いします。

回答No.2

Eureka_ · ベストアンサー

話は極めて簡単です。
そのサイトの表示方法にいささかの問題があり、演算性能について各プロセッサの標準(ベース)クロックでの数字を表示しているだけと考えられます。
http://ark.intel.com/ja/products/65694
44.8/2.8=16

http://ark.intel.com/ja/products/65708/
40/2.5=16

http://ark.intel.com/ja/products/65714/
30.4/1.9=16

単純にベース1GHzあたり16GFLOPSとされているわけです。おそらくそれ以外の理由はないでしょう。

お礼

ありがとうございます。
算出された性能値の理由が分かりました。

今回提示したCPUは同じコア数＆スレッド数の同一世代のCore iシリーズなので、クロック当たりの演算性能は同じという理解でよろしいでしょうか？

回答No.4

Eureka_

＞クロックあたり演算性能
同じとしていいかと。実運用では高クロックになればなるほど外部I/Oの応答待ちになる割合が増えるので性能の伸びは鈍化しますが、理論上の演算性能としてはそこは関係ありませんから。

お礼

補足対応ありがとうございます。

高クロック化と外部I/Oとの応答待ちの関係も新たに知ることが出来ました。

回答No.3

kita_s

性能値の謎に関してはNo.2さんが回答している通りです。

低消費電力CPUは消費電力が売りです。最高クロックでの運用すれば消費電力が上がってしまう割に、通常版CPUと比べてもクロックほどの性能は出ません。

高クロックでの常時動作（動画編集や3Dゲーム関係とかですね）を目的とするなら通常版CPUを使うべき（通常版ならば、低消費電力版CPUよりも低クロックで同性能を得ることができる）で、この場合の最高クロックというのは、たまに行う高負荷時の動作にも耐えられますよ？という使い方での性能でしかない為、通常運用の性能とは言えないわけです。

演算性能については、安定してその性能を出せるという観点から、常時出すことのできる周波数で表現するのが一般的です（たまに出す瞬間最大性能なんて意味は無いですから）。

お礼

補足です。

＞（通常版ならば、低消費電力版CPUよりも低クロックで同性能を得ることができる）

逆に言えば低消費電力版CPUは通常版より高クロックで同性能ということでしょうか？

回答No.1

shintaro-2

>低消費電力版CPUがクロック当たり処理能力が低くなる理由を具体的に説明お願いします。

ICの消費電力は、容量^2×動作周波数に比例します。
この時の容量とは、トランジスタの数に比例します。

消費電力を気にしなければ、
1クロックで多くのロジック回路、つまり大量のパイプラインを動かすことができるからです。

低消費電力であれば、そんなに多くのロジック回路を動かすことができません。

非常に単純な理由です。

お礼

補足です。

今回提示したCPUについては同一世代のCore iシリーズで、コア数もスレッド数も同じです。
よってパイプラインの構成は同じであり、クロック当たりの演算性能は同一という理解でよろしいでしょうか？