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IntelとAMD

CPUメーカーはintelとAdvanced Micro Devices(以下AMD)の2社が主にPCで使用されています。 ほかにも互換CPUメーカーはありますがここではこの2社について焦点を当てています。

PC互換機ということであまり意識はしなくてもIntelとAMDともソフトはCPU上で動作します。 シェアの関係からAMDがIntelの互換という感じですが、あくまで互換があるのは同じ命令が実行できる(プログラムが動作する)だけでハードウエア的な互換はほとんどありません。

Intelは常にソフトウェア側の対応を必要とする変革を指向しており、AMDはソフトウェア側の対応を最小にとどめて性能を引き出すことを指向しています。 Intelは最大のシェアを持っていますので新しいニーズを作り出すために既存コードよりも次の世代のソフトの性能を重視しています。 ある程度市場が出来たところでAMDなどの互換メーカーはその市場の切り崩しから入るために既存コードでの性能を重視することになります。 MacのG4もそうだと思いますが、ソフトウェア側の対応を必要とする変革は対応すればかなりのパフォーマンスアップできます。

自作市場ではAMDのシェアは結構高いとは思いますがPC全体から見ればまだIntelが圧倒的なシェアを持っていますので、Intelのアーキテクチャチェンジには時間はかかってもソフトウェアベンダーもこれまで対応してきました。 もしAMDが独自命令へ移行してもシェアの関係からソフトベンダーは追従しなかったとおもいます。 ただ最近は64bit化に対してはマイクロソフトがAMD64対応を表明するなどIntelにプレッシャー掛けています。

結局マイクロソフトがWindowsのサポートを諦めるかAMDの命令を採用するかどちらかにしろと圧力を掛けて流石にWindowsは捨てることの出来る訳がないIntelは歴史上初めてAMDの拡張命令を採用することになったのですが、只では起きないIntelはAMD64を更に拡張して上位互換で採用するみたいです。(IDF(Intel Developer Forum) 2004 SpringにてIntelの拡張64bitであるIA-32eを発表。AMD64と100%互換でプロセッサの構成はSSE3+AMD64+Hyper-Threadingと言う感じです。まあ、これで命令セットで争うのではなく純粋なハードウエアのアーキテクチャ勝負になりましたのである意味健全化したのかもしれません)

マイクロソフトにとっては過去WindowsNT4で数々のCPUに対応したことがありかなり大変だったようで、同じOSでも別の方法で64bit化されると別々に作らないといけませんので開発リソースが分散し2つあると同じ人数で開発するなら単純に半分の速度になりますので、ただでなくても64bitWindowsはIntelのItanuim用(基本的には32bitとは互換がありません。エミュレーションはありますが動作は遅いです)に完全64bit版を作っているのに(既にリリース済みでWindowsXPとWindows2003Serverなどあります)、拡張64bit(32bitでも動作するAMD64のことです)までもIntelとAMDでバラバラになるのはやめてと言うのがマイクロソフトの本音みたいです。ハードウエアはCPU独自命令を除くその他の基本的なものは受身でソフトウエアの要求があって変わることが多いです。例えば16bitから32bitになったときもOS(ソフトウエア)の要求があったからです。

DAWは浮動小数点が速いとパフォーマンスが高いです。 ベンチマークでもPentium4の方が浮動小数点の結果は良いのですが、Steinbergのソフトで言えばAthlonがパフォーマンスが良いです。 本当のところはSteinbergの開発者しかわからないとは思いますが、一つ推測できることがあります。

Pentium4のコンセプトは整数演算性能は犠牲にして、SSE/SSE2による浮動小数点演算/SIMD演算性能にフォーカスすることです。SSE/SSE2の元になったMMX(Multi Media eXtension)と言うように音声や動画などマルチメディアと言われてるものは浮動小数点の高速化が有効です。

ではなぜPentium4がAthlonに比べてSteinbergのソフトでパフォーマンスが悪いかということです。 浮動小数点演算/SIMD演算(マルチメディア演算)にはx87/MMX命令&FP/MMXレジスタとSSE/SSE2命令&XMMレジスタの2種類あります。 ベンチマーク次第なのですが普通SSE2が使えるなら使ってしまいますので浮動小数点はPentium4の方が速いはずです。

SSE2に対応していないソフトはx87命令を使いますが、Athlonは整数演算性能を重視し、浮動小数点演算はx87命令の性能が出やすいように設計されています。 上記のようにPentium4はSSE/SSE2にフォーカスしていますのでx87命令でのベンチマークではAthlonに比べて同クロックナンバー比(例えばPentium4の3GHzとAthlonXP3000+)で20％ぐらい遅いです。

SteinbergのソフトでPentium4がAthlonに比べてパフォーマンスが良くないのはSSE2をあまりもしくはまったく利用されていないのかもしれません。 ただどの部分がSSE2に最適化されていないのかわかりませんので例えばオーディオエンジンは最適化されていて実はパフォーマンスがPentium4の方が良くVSTiがまったく最適化されていなくて総合的に見れば遅いということがあるかもしれませんが、 実際の使われ方からは今現在のバージョン(Nuendo2.01やCubaseSX1.x)でのベンチマークではAthlonの方がパフォーマンスが良いという感じです。

SteinbergはPinnacleに身売りするぐらいでしたのでかなり苦しかったのかもしれませんが、WindowsとMacどっち着かずなソフトを書いて互いの移植を簡単にしている感じがして、 Macで重いのもAltiVec(Velocity Engine)にさほど最適化していないからなのではないかなと思うのです。 (今のG4はFPUをかなりAltiVecに依存していますので対応していないとすごい遅いです。G5はわかりません) Nuendo2.01でかなりG4に最適化したのでかなり重さは改善されたみたいです。

WindowsのDAWのもうひとつの雄SamplitudeはMac版は出さずWindows一本でやってきていますのでSSE2対応と開発も最新のPentium4で行っているようでPentium4の方がAthlonよりパフォーマンスは良いようです。Hyper-Threadingの対応はまだこれからと言う感じみたいです。
※しばっぺさんより情報を頂きました。ありがとうございます。

※追記---SteinbergはAMDと提携している関係からIntelよりもAMDのCPUの方がパフォーマンスが良いというのもあると思います。AMDは企業的にはアメリカ企業ですが製造、研究の本拠地がドイツのドレスデンにあり、ドイツ政府もAMDに対してかなり手厚く補助しておりドイツ企業と言っても良いかもしれません。またヨーロッパはコストパフォーマンスを重視するのもあるのですが、AMDはあまりお金を持っていないのにヨーロッパで人気のスポーツ、F1のフェラーリや自転車のランス・アームストロング氏(最高峰のツールド・フランスで五連覇し6連覇を狙う選手)および所属の米国郵政公社（USPS）のスポンサーしかもトップクラスのチームにお金を出しています。この辺からAMDの方がヨーロッパではAMDの方がどちらかと言うと強いのかもしれません。

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