AppleInsider は i7 と i9 の両方の 2018 MacBook Pro を入手しており、少なくとも発売時には i9 モデルに好影響を与える熱スロットリング状況について独自のテストを行う時期が来ました。
始まり
ターボブーストで最大4.8GHzの速度を誇るIntelの2.9GHz 6コアCore i9プロセッサは、タッチバー付きのAppleの2018年15インチMacBook Proで300ドルのプレミアムオプションとして提供されているが、リー氏によると、このチップはノートパソコンの設計上、その潜在能力を最大限に発揮できないという。
デイブ・リー氏は火曜日に自身のYouTubeチャンネルに投稿した動画で、最上位モデルのMacBook ProでAdobe Premiere Proを驚くほど低いクロック速度で動作させている様子を披露しました。テストの結果、負荷時のプロセッサの平均クロック速度は約2.2GHzで、宣伝されている2.9GHzを大きく下回っています。
「このMacBookに搭載されているi9は、ベースクロック速度すら維持できないんです」とリー氏は言った。「Turboとかそういうのは関係ない。2.9GHzのベースクロックすら維持できないなんて、とんでもない。このCPUはアンロックされていてオーバークロック可能なチップなのに、そのCPUのポテンシャルは全てこの筐体、というか内部のサーマルソリューションの中で無駄になっているんです。」
リー氏の調査結果に対するインターネット上の反応はほぼ予想通りだった。
熱設計ポイントとは何ですか?
熱設計点（TDP）は、Intelによって「高複雑度のワークロードにおいて、すべてのコアがアクティブな状態でベース周波数で動作しているときにプロセッサが消費する平均電力」と定義されています。つまり、ブーストされていない状態でプロセッサがどれくらい熱くなる可能性があるか、そしてデバイスメーカーが発熱を抑えるためにどれだけの冷却システムを導入する必要があるかを示すものです。「ブーストされていない状態」については後ほど詳しく説明します。
プロセッサは、対象市場に応じて様々なTDPレベルで動作するように設計されます。デスクトップパソコン向けのプロセッサは高いTDPでも問題ありませんが、ノートパソコン、モバイルデバイス、タブレットでは、チップの冷却が難しいため、TDP値の低いプロセッサが使用される傾向があります。
プロセッサメーカーが自社の全チップの仕様を公開しているウェブサイト「Intel Ark」によると、2.9GHz Core i9-8950HKのTDPは45ワットで、Core i7-8850HおよびCore i7-8750Hと同じTDPです。TDP自体は低いため、過度な冷却は必要なく、すべてのチップでTDPが同一であれば、Appleはどのプロセッサを選択しても、同じ冷却システムを追加できることになります。
注目すべきは、2018 年モデルの 15 インチ MacBook Pro シリーズで使用されている 3 つのプロセッサの 45 ワット TDP が、2017 年モデルの MacBook Pro で使用されている 3.1GHz Core i7-7920HQ プロセッサと同じであることです。
プロセッサが冷えている間は、通常の動作クロック速度をブースト速度まで超過します。当然、これにより発熱量が増加します。
熱が蓄積されると、プロセッサは冷却システムと連携して熱を放散するため、速度を落とします。損傷を防ぐために、必要に応じて通常の動作クロック速度よりも低い速度で動作させることもあります。
このため、リー氏は通常の動作速度よりもクロック速度が低くなっていることに気づきました。プロセッサが熱くなりすぎていると判断し、冷却システムで放散できる範囲内で熱の発生を抑えるために、通常の速度をはるかに超えて速度を落としたのです。
ベンチマーク
Lee 氏のテストは Adobe Premiere で行われました。これは、AMD GPU ではなく Nvidia GPU でパフォーマンスが向上するソフトウェアを使用した実際のテストです。
Geekbenchによると、2018年モデルのMacBook Proは驚異的なベンチマークスコアを記録しています。i7-8750Hプロセッサを搭載した「ベースライン」の2018年モデル15インチMacBook Proは、マルチコア性能で21042を記録し、ハイエンドモデルの6コアi9-8850HKプロセッサでは22439を記録しています。
ベンチマークは批評家から批判を受けており、パフォーマンスを滑らかにするために「中断」が加えられていると主張している。しかし、実際にはそうではないようだ。
テストには一時停止がありますが、それは各テストの途中ではなく最後に行われます。そのため、プロセッサ速度を低く抑えるために、テスト中にクールダウン期間を設けず、各テストはフルロード状態で実行されます。
理論上、冷却されたチップは、クラウドソーシングによる Geekbench テストで示されたパフォーマンスを発揮できるはずです。
独自のテスト
独自のテストシリーズでは、別のベンチマークを使用しました。Cinebench 15を使用して、i9 MacBook Proで合計10回のテストを行いました。
最初のテスト開始直後、CPUクロック速度は4.17GHzまで急上昇しました。その後、チップの臨界温度である100℃に達するまで3.86GHzまで急落しました。その後、ほぼ瞬時に2.57GHzまで低下し、さらにほぼ瞬時に84℃まで低下しました。
プロセッサの速度は、一般的に 2.33GHz から 2.9GHz の間で変動しますが、2.02GHz まで急激に低下し、その後範囲は 2.65GHz のピークまで低下します。
最初にテストを実行したとき、スコアは 921 でした。2 回目は 877 となり、10 回のテストの平均は 906 でした。
同じテストをベースモデルのi7搭載MacBook Proでも実行したところ、比較的似たような結果が出ました。i7とi9の差を考えると、このような結果になるはずはありません。i7はすぐに3.8GHzまでクロックが上がり、このチップセットのブーストクロック4.1GHzをわずかに下回ります。
プロセッサを暖かい状態に保ち、ファンを稼働させた状態で、数回の連続テストを行った結果、916 まで上がる印象的なスコアを定期的に得ることができました。Intel Power Gadget を使用してプロセッサ速度を計測したところ、平均 2.3GHz と 2.6GHz となり、i9 で得られた値とほぼ同じになりました。
i7 と i9 の 2018 MacBook Pro の完全なレビューでは、これらのモデルを外部グラフィック プロセッシング ユニットに接続し、MacBook Pro のシャーシから重い処理の一部を外した場合に、熱状態がどの程度変化するかを確認します。
他のメーカーのコンピューターに搭載されている同じプロセッサーでは、テストをより高速に、より少ないスロットリングで実行できますが、i9 チップを搭載したすべてのマシンでは、ある程度はそれが実現されます。
問題の核心
Appleの2016年型MacBook Proの筐体は2年以上前に設計されました。私たちは2016年5月に写真で初めてその姿を目にしました。
当時、インテルはダイの小型化とそれに伴うTDP（チップ面積）の低減を約束していました。同社はダイの縮小予測を独自に行っていませんでした。インテルの刻々と変化するスケジュールによると、MacBook Proに搭載されているプロセッサでさえ、現在18ヶ月以上遅れています。
おそらく、Apple は筐体を開発する際にこれを想定していたのだろう。
i9の熱問題に対処しているのはAppleだけではありません。前述の通り、PremiereはAMD RadeonよりもNVIDIA GPUチップではるかに優れたパフォーマンスを発揮し、これがDellがテストで圧倒的なパフォーマンスを発揮した理由の大部分を説明しています。しかし、これは関連しているとはいえ、Lee氏がMacBook Proを冷凍庫に入れて処理速度を向上させたことを考えると、本質的な問題ではありません。
ビデオプロデューサーの Lee 氏は、現状の MacBook Pro の冷却ソリューション全体、つまり Apple 設計のヒートシンクとファンモジュールは、強力な (そして高温になる) i9 Intel シリコンには不十分であると示唆しました。
冷却効率の観点から、Leeさんのマシンがどの程度稼働していたかは分かりませんが、このチャンネルのこれまでの実績を考えると、特に異常はないと予想しています。当社のマシンの冷却システムは問題なく、予想通り稼働しています。
したがって、この件に関する私たち自身のテストを考慮すると、リーの結論はおそらく間違っていないでしょう。
Appleとユーザーには選択肢がある
比較的昔のように、またしても放熱グリスの問題でない限り、これはそれほど深刻な危機ではありません。すべてのメーカーがこれに対処しなければなりませんが、放熱システムのエンジニアリングの結果として、スロットリングがいつ作動するかはメーカーによって異なります。
そして、ある程度は事後的に修正可能です。
現時点で最も明白な解決策は、Appleがチップに供給される電力を調整することでプロセッサのピーク速度を変えることです。皮肉なことに、プロセッサのピーク速度を遅くすることで、CPUを冷却するための速度低下が少なくなり、タスクをより速く完了できる可能性があります。
PCのオーバークロッカーの皆様はご存知の通り、これは変更可能な設定です。ただし、Macのクロック速度を設定するジャンパーはまだ遠いため、ハードウェア的にユーザーによる変更は不可能です。現在、いくつかのソフトウェアオプションを検討しており、結果が分かり次第、改めてお知らせいたします。
テストの奇妙な点として、i9 MacBook Pro での 4 回目の Cinebench 実行では、最初の実行よりも高い 945 という結果が出ました。これは、テストを再開したときにファンがすでにかなりの速度で動作していたためだと考えられます。
そのため、AppleはCPU負荷への対応力を高めるために、ファン速度のしきい値を変更することも可能です。ファンの起動を現状よりも早く、より高速に設定することで、発熱の問題を完全に解消できるとは限りませんが、高負荷時にデバイスの動作音が大きくなる代わりに、ファンが目標値に到達するまでの時間が長くなります。ユーザーはMacのFan Controlなどのユーティリティを使って、この設定を行うことができます。
Appleからの修正はすぐには期待していませんでした。しかし、少なくとも7月24日にパッチが公開され、最初の一歩を踏み出しました。このパッチがどれほどの効果をもたらすか、そしてどれだけ長期間にわたって持続するかは、時が経てば分かるでしょう。
