AMDがIntelに勝てないわけ（スペック）

質問

AMDは８コア８スレッド。Intelは４コア４スレッド。
なのにコア数で勝っているAMDがIntelに勝てない理由はなんですか？
詳しく教えてほしいです。

回答No.7

2012tth

AMD って？社名変更していないけど K シリース生産していた頃と
現在の FM シリーズでは、会社も経営者も異なる。

最初の (K 開発者) が直後にオランダの当時、Intel と取引の有
った会社に製品と会社を条件付きで売り渡した…条件：社名変更しない。

その後、オランダの会社が経営難から、AMD を最初の条件を維持して？
今度は台湾の日本法人会社に…直後に NEC が同製品を使い PC を製品
販売…その後、何故か又、AMD が別の会社に売り渡されたが…次に購入し
た方が元の K シリーズ開発者の家族に AMD の共同経営を打診して今に
至る。

現在販売されている FM シリーズは、現在の AMD 会社本体の製品で？
Athlon (アスロン) シリーズは、K 開発者の家族、共同開発者と言う
名目で生産されている。[AMD 製品企画部]

回答No.6

parts

これは、難しい質問です。

基本的な面で言えば、AMDはIntelとは目指すものが違うというのは、間違いです。元々AMDはK7～K10までインテル以上の性能を求めて開発してきました。今は、Phenom以降で失敗したことが響いて、方向性を変えたと思われているに過ぎません。これがbulldozerの失敗です。

プロセッサアーキテクチャにおいて性能の指標となるのは、IPC（Instruction Per ClockまたはCycle）です。要は、1Hz辺りでどれだけの命令を実行できるかを示します。最近のx86プロセッサは、Out-Of-Orderと呼ばれる投機的処理を使っていますが、これをパイプラインと呼ばれるステージ毎に分けていくつかの役割分担で処理しています。
分かり易く言えば、本来であれば命令１、命令２、命令3という順番で実行しますが、これが順番に届くとは限りません。そこで、命令１の次に届く命令が３だったとしても、実行してしまおうというのが、Out-Of-Orderです。これを投機的というわけです。
（それに対して、必ず実行順序を待って実行するのをIn-Orderと言います。）

Out-Of-Ouderを確実にするために、命令の順序をある程度まとめる分岐予測ユニットと呼ばれる回路を介して、いくつかの命令をさらに１つに統一する機能が搭載されています（インテルではμOP、AMDではRISC86と呼んでいた）。さらに、それを効率化するために、続けて処理できる命令はパッケージにまとめています。（これをFUSIONなどと呼ぶ。）これで、もし分岐予測に失敗した場合は、その命令は再び、最初のステージに戻され、違う分岐に回されて統合されます。これが、いわゆるミスとなります。ミスが多ければ、同じ周波数でも演算は遅くなるのです。

さらに言えば、FUSIONではいくつかのプログラムを束ねて演算することが出来ます。束ねるのがうまくいけば、速度が上がるのです。

演算回路は先に述べたようにパイプラインステージで繋がっており、例えば１＋１、1×１、1÷１という演算を一つの命令にまとめたものを、１つのクロックで同時に実行できるSIMDという技術に対応しています。厳密には１クロックではありませんが、リンゴを流し込んだらベルトコンベアに流れている間に、水洗い、乾燥、サイズ選別、梱包が行われるようなものだと思ってください。

即ち、４つのステージがあるとすれば4クロックで４つの結果を出すことが出来ます。
そして、１つのステージが終わる頃に次の処理がやってくるため、結果を待つ必要がないのです。これが、スーパースカラーと呼ばれる技術です。

しかし、単純にステージの数を増やせば速度が上がるとは限りません。
例えば、ステージをより深くして100作ったとしたら、もし50ステージで失敗すれば、最初からやり直しです。ステージが深いほど多くの処理を一度にこなせ成功すればあっという間に処理できるかもしれませんが、ステージ数が増加すれば予測の、失敗率が上がります。
それに対して、クロック周波数が高くなったときに、ステージ数が少ないと、簡易重複ステージが少なくなり、パイプが短すぎて、通過してしまう命令が増えてしまうのです。それも失敗に繋がります。

そして、それらをより効率的に行うには、それなりのスペースが必要です。それが、トランジスタの数になります。演算性能を上げるにはトランジスタの数が必要になるのです。

よって、上記のステージの最適化と分岐の最適化が重要になり、さらに微細化などトランジスタをより多く積める環境が求められるのです。

さらに、演算ユニットがサポートする命令の数や、分岐や演算が失敗しても短時間でやり直しが出来るような、キャッシュ機能の搭載、それに加えて周波数の高さなどが影響するのです。

AMDは、元々はIntelのセカンドソースメーカーとしてファウンドリとしての事業を行ってきたメーカーですが、現在ファウンドリ事業（GLOBALFOUNDRIES）は2009年に分離し、ファブレスメーカーになったことで、開発のみの専業メーカーとなりました。これは特に問題ではないのですが、その頃に開発したプロセッサがx86汎用処理を前提としたプロセッサではなく、グラフィックス演算とx86汎用演算を一つのプロセッサ技術に統合し始めた、APUという方式に変わったのです。

そして、そのときにクラスターコア（モジュール）と呼ばれる技術を投入し、１つのクラスターで処理の少ないFPUを中心とした処理系を１つに統合、ALUをこれまでの2コアと同じく２つに分離し、1クラスター2コア相当としたのです。これで分かると思いますが、2コアであっても、一部の処理系は1コア分しかないのが、今のAMDのAPUなのです。

それに対して、Intelは4コア8スレッドなどのHyper-Threading（SMT）などを持っています。4コア4スレッドでも高速なのは、x86の演算ユニットは全て一式を1コアに統合しているからです。即ち、余り使わないからといって、２つのコアで１つを使うような真似はしなかったのです。ただ、１つのコアで同時に２つの命令を流し込んじゃいましょうという処理を、採用してきました。それが結果的に、劇的な性能の差に繋がったのです。

もちろん、グラフィックス演算も加えると、今でもAMDのプロセッサの方が、上回ることはありますけど・・・。基本的なx86演算は情けないほどに劣る結果になりました。
http://powerpro.at.webry.info/201505/article_14.html

後は、AMD自身の予算の問題もあります。AMDはK6～K7時代にIntelの技術開発上のいくつかの問題によって、急成長したという歴史があります。その頃は、AMDの方が消費電力や発熱比での性能上明らかに有利でした。しかし、インテル社がその対策に成功し、Tick Tockと呼ばれる開発体制に移行し、AMDがK10ファミリーで明らかな失敗をしたことで、一気に時代が終わるのです。

元々、AMDは予算面でIntelに圧倒的に劣りますから、一つの失敗が、そこから長きにわたる苦境に繋がるのです。まあ、だからといって、これからも同じ状況が続くとは言えませんけどね。（正直、今のIntelは価格面でも性能面でも嘗めていると思うので・・・昔の殿様商売に戻っています）
今後、AMDには頑張って欲しいところです・・・。

ちなみに、AMDはそれでも一つだけ世界一があります。
それは、家庭用据え置きゲーム機向けプロセッサでは世界トップです。APUの性能が高くCPUも比較的高性能な割に省電力ですから・・・。まあ、正直な話、既にPCの大半はIntel社も大した性能の製品は使っていないので、Web閲覧程度なら、AMDに置き換えてもそんなに違いがないかもしれませんが・・・。

回答No.5

nijjin

1.windowsがAMDのCPUに最適化されていない。
2.CPUの物理的なトランジスタ数が圧倒的に違う。
3.アーキテクチャーの新しさ
4.開発能力

特に2が大きいです。
AMDの8コアでトランジスタ数が1000個とした場合INTELの4コアでトランジスタ数が2000個というぐらい大きく違います。
INTELはコア数が少なくてもトランジスタの数にものを言わせた演算・処理・回路構成ができます。
しかし、トランジスタ数の少ないAMDはその分をキャッシュの効率や演算・処理の仕方などで補う必要があるからです。

車で言えばINTELはフェラーリやポルシェのスーパーカー
AMDはトヨタやホンダのスポーツタイプ
そんな感じでしょう。
ちなみにVIAはスズキやマツダの軽（あるいはそれ以下）かな・・・

回答No.4

121CCagent

他の方が回答されていますがAMDの目指している方向がIntelとは少し違うのと後追い感があるのも事実です。プロセスルールの縮小もIntelの方が先行してますし特にPC向けと言う事では。
>具体的にはどこがダメなんですか？
CPUコアの設計段階からダメって感じでしょうね。プロセスルールなども含めて。

ただPC向けのCPUは利益が十分に得られなくなりつつあり今後はモバイル特にタブレットやスマホ向けなどのCPU開発に資金が投入されていくでしょう。AMDも同じようにそちら向けのCPUに力を入れつつあります。

回答No.3

2012tth

勝てないと言うか？勝つつもりが無い…

Intel の CPU の殆どのモデルを AMD の工場で昔から製造しています。
AMD の CPU とは、製造ラインは異なるが同じ工場内で生産…単純に勝つ
と売上に響くので？その様な経営方針は取りません。

それと…方向性が異なる… Intel は常に最速で？ AMD は安価なので？
販売戦略自体が異なります。

回答No.2

121CCagent

http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q12102828252
とか参照されてみては？

上記のURLにも書かれていますがまずは1コアあたりの性能違いやクロック数の違いななどの影響もあります。まぁ一番はAMDのCPUの性能をフルに生かすOSやソフトウェアが無いのがベンチマークソフトで比較したときに不利になる一面はあります。巨人intelには弱小AMDではOSメーカーやソフトウェア開発メーカーにまで影響力を与えるには小さすぎるんでしょうね。

補足

「amdは１コアの性能が低い」って言うのはよく目にするんですが、具体的にはどこがダメなんですか？

回答No.1

bardfish

x86系の互換メーカーだから。

後追いは勝てないジレンマ。
著作権とか知的財産権とかいろいろあるから互換性を保つためには回避のためにいろいろと焼け太りしてしまう。

x86の呪縛にとらわれないCPUも出していたはずだけど、一般市場には受け入れられなかったんじゃなかったかな？
OSをイチから作る会社も…
MicrpsoftもWindowds2000までは様々なCPU用のWindowsをリリースしてきたけど、数が少ないCPU用OSはどんどん作らなくなったしね。