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超低消費電力のAtomプロセッサの性能向上を追う!

インテルAtom系プロセッサについて

2008年以降に登場したインテルのAtom系CPUは、「最も低消費電力の設計」で作られています。同世代のCPUでは最下位の処理性能となりますが、低発熱、低コストという特長があります。パソコン市場では、ネットブックやタブレットPC、2-in-1ノートなど特に小型筐体で長時間バッテリー駆動が求められるPCで採用されています。低発熱であるため、通気口を持たない筐体のPCが多々見られます。Atom系CPUは初期ではネット用途が限界の性能でしたが、世代を重ねると高性能化しており、現在では最低価格帯の一体型PCや、エントリーデスクトップPCでも採用されてます。

ネットブブックブーム2008年~2009年にブームとなったネットブック(ミニノート)はAtomプロセッサの登場によって成し得た。

Windowsタブレットブーム2013年~2014年にブームとなったWindowsタブレット。これもAtom系プロセッサが搭載された。

Atomのデスクトップ2015年あたりからは、手のひらサイズのデスクトップPC、一体型、スリムタイプのエントリーデスクトップPCなど採用例が増えた。小型化や低価格といったニーズに応えられるのもAtomの特長。

ここでなぜAtom系の~系なのかと言うと、第3世代AtomからCPUブランドにAtomのほか、Celeron や Pentium が使われてきたので判別しにくくなり、当方ではAtom系と肩書をつけています。第1世代Atomの開発コードPine Trail(パイントレイル)からグラフィックはCPUに内蔵(統合)されています。当サイトDELLパソコンレビューにおいて得た情報を基に、Atom系CPUの性能向上を追ってみました。なお、スマートフォンやサーバー向けのAtomについては省略します。

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【第1世代Atom】 Bonnellマイクロアーキテクチャ(45nm)

2008年に登場したBonnell(ボンネル)マイクロアーキテクチャ、第1世代Atomシリーズの基本設計。プロセスルールは45nm
2008~2009年ごろの「ネットブック・ブーム」の火付け役となりました。ネットブックとはミニノートとか呼ばれ、10インチ画面前後の一般的なモバイル型を下回るサイズの小型ノートです。ネットサーフィンやネット動画視聴をするのに十分くらいの低性能ですが、低価格だったのが人気を博しました。2010年ごろにはもっと高い処理速度を求める声が高まり、ネットブック・ブームは下火となりました。後にCULVノートとか ”ちょい性能上” の後釜が登場しますが、この辺のジャンルはうやむやに消えた感じです。

※備考:CULVノートとは、超低電圧版を搭載したノートのこと。(CULV=Consumer Ultra Low Voltage)。直訳すると「消費者向け超低電圧」。 当時の一般的なノートのCPUはTDP35Wあたりで、省エネ版でも17W~25Wくらいです。しかし、CULVでは10W以下という低消費電力。低消費電力はAtomほどではないにせよ、処理性能は上。それにネットブックと同様で、スリムで軽量で携帯しやすいデザインが可能となります。当時としてはモバイルノートとネットブックの間に位置する低消費電力ノート。
長々説明しましたが、Atomとは関係ないです。

Diamondville~ネットブック向け

開発コードDiamondville(ダイアモンドビル)は、2008年3月に登場した最初の第1世代Atom。ナンバーに「N」がつくのはネットブック向けを指す。Atom N270やN280はTDP(熱設計電力)が2.5Wというかなりの低消費電力。

ナンバー 動作周波数 コア数/スレッド数 2次キャッシュメモリ TDP
Atom 230 1.6 GHz 1コア/ 2 512KB 4W
Atom 330 1.6 GHz 2コア/ 4 512KB × 2 8W
Atom N270 1.6 GHz 1コア/ 2 512KB 2.5W
Atom N280 1.66 GHz 1コア/ 2 512KB 2.5W

この頃はCPUにグラフィックを内蔵しておらず、チップセットに内蔵されている。

Atom N270の世代にはCPUにグラフィックを内蔵しておらず、このネットブックではチップセット(Mobile インテル945 Express Chipset)に内蔵している GMA 950を採用している。GMA 950 は、2005年に登場したもので、2008年3月に登場したAtom N270の時期よりもだいぶ古い。

みみのパソコン-インテル HDグラフィックス4000Atom N270のPCで地デジ放送は観られるのか? 結論をいうと、通常の地デジ放送ではスペック不足です。診断ソフトの「バッファローストリームテストfor地デジ」のレポートではこの通り。DPモード 1080 × 1440(地デジそのまま)ではフレーム描写割合37.87%で、完全に遅れています。HPモード 1080 × 720 (高解像度ハイビジョン)では95.83%なので惜しいといったレベル。SP/LPモード 720×480 (DVD相当)以下なら対応できていることが読み取れます。

Menlow~タブレットPC向け

ナンバー 動作周波数 コア数/スレッド数 2次キャッシュメモリ TDP
Atom Z510 1.1 GHz 1コア/ 1 512KB 2W
Atom Z520 1.33 GHz 1コア/ 2 512KB 2W~2.2W
Atom Z530 1.60 GHz 1コア/ 2 512KB 2W~2.2W
Atom Z540 1.86 GHz 1コア/ 2 512KB 2.4W~2.64W
Atom Z560 2.13 GHz 1コア/ 2 512KB 2.5W~2.75W

2008年4月に登場したMenlow(メンロー)は主にタブレットPC向けとなっており、若干だがDiamondvilleよりもさらに低消費電力。

Pine Trail ~ネットブック向け

ナンバー 動作周波数 コア数/スレッド数 2次キャッシュ TDP GPU
Atom D410 1.66 GHz 1コア/ 2 512KB 10W GMA 3150
Atom D510 1.66 GHz 2コア/ 4 512KB × 2 13W
Atom N450 1.66 GHz 1コア/ 2 512KB 5.5W
Atom N470 1.83 GHz 1コア/ 2 512KB 6.5W
Atom N570 1.66 GHz 2コア/ 4 512KB × 2 8.5W

2009年5月登場したPine Trail(パイントレイル)は、メモリコントローラとグラフィック機能をAtomに統合したファミリー。このグラフィックはGMA 3150で内蔵(統合)している。 ネットブック向けには「N」が付いている。

Oak Trail ~タブレットPC向け

ナンバー 動作周波数 コア数/スレッド数 2次キャッシュメモリ TDP GPU
Atom Z650 1.2 GHz 1コア/ 2 512KB 3W PowerVR SGX 535
Atom Z670 1.5 GHz 1コア/ 2 512KB 3W PowerVR SGX 535

2011年4月に登場したOak Trail(オークトレイル)はタブレットPC向け。Menlow(メンロー)の後継にあたるAtom Z600シリーズ。 GPUとしてPowerVR SGX 535が組み込まれている。

【第2世代Atom】 Saltwellマイクロアーキテクチャ(32nm)

2011年9月登場したSaltwell(ソルトウェル)マイクロアーキテクチャは第2世代Atomシリーズ。設計ベースはBonnellのままですが、プロセスルールが45nm⇒32nmへと微細設計となっています。Atom D2000 / N2000 / Z2000 番台。

Cedar Trail ~ネットブック向け

ナンバー 動作周波数 コア数/スレッド数 2次キャッシュメモリ TDP GPU
Atom D2500 1.86 GHz 2コア/ 2 512KB × 2 10W GMA 3600
Atom D2700 2.13 GHz 2コア/ 4 512KB × 2 10W GMA 3650
Atom N2600 1.6 GHz 2コア/ 4 512KB × 2 3.5W GMA 3600
Atom N2800 1.86 GHz 2コア/ 4 512KB × 2 6.5W GMA 3650

2011年9月登場。Atomに内蔵するグラフィックはGMA 3600 / 3650であり、Windows 7以降で動作する。 ネットブック向けには「N」が付いている。

Clover Trail ~タブレットPC向け

2012年9月に登場し、主にWindows8 タブレットPCの出荷に合わせて調整されている。Oak Trailの後継にあたる。 GPUとしてPowerVR SGX 545が組み込まれている。 ラインナップはAtom Z2760 (1.80GHz, 1MB キャッシュ)

【第3世代Atom】 Silvermontマイクロアーキテクチャ(22nm)

2013年に登場したSilvermont(シルバーモント)マイクロアーキテクチャは、第3世代Atomシリーズ。プロセスルールは22nmで、前世代から微細化。第1~2世代Atomから大きな機能強化がされており、サーバ用途も考慮されています。Atom初のアウト・オブ・オーダー型の設計で、命令実行効率を上げています。従来のように擬似コア化するHTテクノロジーには対応しなくなったので、コア数と同じスレッド数となっています。前世代設計のSaltwell(ソルトウェル)と比べて、同じ消費電力の比較では性能は2倍とされています。

デスクトップPC向け (Bay Trail-D)やノートPC向け (Bay Trail-M)ではAtomブランドはなくなり、Celeron や Pentium のブランドとなっています。おかげでわかりにくくなったため、当方ではしばしば「Atom系Celeron 、Atom系Pentium 」といった呼び方をします。タブレット向け(Bay Trail-T)ではAtomブランドです。

Bay Trail-M~ノートPC向け

ナンバー 動作周波数 コア数 TDP GPU
Pentium N3520 2.16 ~2.42 Ghz 4コア 7.5W HDグラフィックス
Celeron N2805 1.46 GHz 2コア 4.3W
Celeron N2810 2 GHz 2コア 7.5W
Celeron N2910 1.6 GHz 4コア 7.5W
Celeron N2920 1.86~2.00 GHz 4コア 7.5W

2013年9月に登場したノート向けで、Pentium N / Celeron Nブランドが使われる。グラフィックにインテル HD グラフィックスを内蔵している。 第1~2世代Atomと比べて、ネット以上のことができる高性能化がされているため、「ネットブック向け」改め、ノートPC向けとしたほうが適切と思われる。

Bay Trail-T~タブレットPC向け

ナンバー 動作周波数
(TB最大)
コア数 2次キャッシュ SDP GPU
Atom Z3680 1.33 GHz (2 GHz ) 2コア 512KB × 2 2W HDグラフィックス
Atom Z3680D 1.33 GHz (2 GHz ) 2コア 512KB × 2 2.4W
Atom Z3740 1.33 GHz (1.86 GHz ) 4コア 512KB × 4 2W
Atom Z3740D 1.33 GHz (1.86 GHz ) 4コア 512KB × 4 2.2W
Atom Z3770 1.46 GHz (2.39 GHz ) 4コア 512KB × 4 2W
Atom Z3770D 1.5 GHz (2.41 GHz ) 4コア 512KB × 4 2.2W

2013年9月に登場した、Windows 8.1 や Android 搭載のタブレットPC向けで、Atomブランドが使われる。 H.264 のハードウェアエンコーダーなど高精細2Dコンテンツ(ブルーレイなど) に対応できるスペックを持つ。 HDMI 1.4、DisplayPort 1.2 の出力にも対応。グラフィックにインテル HD グラフィックスを内蔵している。 2014年3月には「Bay Trail Refresh」として改良され、GPUの周波数が少しアップしている。

Bay Trail-D~デスクトップPC向け

ナンバー 動作周波数 コア数 TDP GPU
Pentium J2900 2.41~2.66 GHz 4コア 10W HDグラフィックス
Celeron J1800 2.41~2.58 GHz 2コア 10W
Celeron J1900 2.00~2.42 GHz 4コア 10W

2013年11月に登場したデスクトップPC向けで、Pentium J / Celeron Jブランドが使われる。グラフィックにインテル HD グラフィックスを内蔵している。

【第4世代Atom 】 Airmont マイクロアーキテクチャ(14nm)

2015年に登場したAirmontマイクロアーキテクチャは、第4世代Atomシリーズ。プロセスルールは14nmで、前世代から微細化。

Cherry Trail~タブレットPC向け

ナンバー 動作周波数(TB最大) コア数 キャッシュ SDP GPU
Atom x7-Z8700 1.6 GHz (2.4 GHz ) 4コア 2MB 2W HDグラフィックス
Atom x7-Z8750 1.6 GHz (2.56GHz ) 4コア 2MB 2W
Atom x5-Z8500 1.44 GHz (2.24GHz ) 4コア 2MB 2W
Atom x5-Z8550 1.44 GHz (2.4GHz ) 4コア 2MB 2W

2015年3月に登場したタブレットPC向けで、Atomブランドが使われる。Atom x7、Atom x5シリーズ。グラフィックにインテル HD グラフィックスを内蔵している。

Braswell~デスクトップ&ノートPC向け

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ナンバー 動作周波数(TB最大) コア数 キャッシュ TDP GPU
Pentium N3700 1.6 GHz (2.4 GHz ) 4コア 2MB 6W HDグラフィックス
Pentium J3710 1.6 GHz (2.64 GHz ) 4コア 2MB 6.5W
Celeron N3050 1.6 GHz (2.16 GHz ) 2コア 2MB 6W
Celeron N3010 1.06 GHz (2.24 GHz ) 2コア 2MB 4W
Celeron J3160 1.6 GHz (2.24 GHz ) 4コア 2MB 6W

2015年4月に登場したデスクトップ&ノートPC向けで、PentiumおよびCelelonブランドが主に使われる。Nシリーズがノート向け、Jシリーズがデスクトップ向けとなっているが、パソコン市場ではあまり住み分けされていない。インテル HD グラフィックスを内蔵している。

Pentium N3700Pentium N3700のスペック。低価格帯のCPUであるが、4コアを実装しておりマルチスレッドには強い。2016年のメインであるSkylake設計のCPUよりもだいぶ性能は低いが、TDP 6Wという低消費電力がメリットとなる。GPUとしてインテル HD グラフィックスが内蔵されている。

Pentium N3710のスペックPentium N3710のスペックは上記の通り。

Celeron N3050Celeron N3050のスペック。

【第5世代Atom 】 Goldmont マイクロアーキテクチャ(14nm)

2016年に登場したGoldmont マイクロアーキテクチャは、第5世代Atomシリーズ。プロセスルールは前世代と変わっておらず14nm。

Apollo Lake~デスクトップ&ノートPC向け

ナンバー 動作周波数(TB最大) コア数 キャッシュ TDP GPU
Pentium N4200 1.1 GHz (2.5GHz ) 4コア 2MB 6W HDグラフィックス
Pentium J4205 1.5 GHz (2.6 GHz ) 4コア 2MB 10W
Celeron N3350 1.1 GHz (2.4 GHz ) 2コア 2MB 6W
Celeron J3355 2.0 GHz (2.5 GHz ) 2コア 2MB 10W

2016年9月に登場したデスクトップ&ノートPC向けで、PentiumおよびCelelonブランドが主に使われる。Nシリーズがノート向け、Jシリーズがデスクトップ向けとなっている。インテル HD グラフィックスを内蔵している。

Atom系CPUのパフォーマンス比較

CINEBENCH R15のレンダリングスコア

CINEBENCH R15では、CPUを100%稼働させるのでCPU性能指数の目安になる。コア数が多く、高クロックのCPUほど短時間で処理できスコアが高くなるが、アーキテクチャの新旧にもよる。搭載グラフィックの性能にはあまり左右されない。(ハイエンドのグラフィックを搭載していても微々たる影響しか無い)。

CINEBENCH R15は、MAXON社のプロ用3DCG作成ソフト「CINEMA 4D」をベースとしており、レンダリングにかかった時間でスコアが算出される。掲載しているスコアは、すべて当方がレビューしたPCにて計測したものである。(環境による違いや、バックグランドの状態などで起きる個体差にはご容赦願う。)

CINEBENCH R15ベンチで調べたCPUの性能当サイトがこれまでレビューしたPCで計測した各CPUのスコア(画像は自動更新)。重複するCPUは最大スコアのみを残している。ここにあるAtom系CPUは、Celeron N3050、Celeron J1800、Pentium N3700ですが、最下位に集まっています。タブレットや2-in-1ノートに使われる高性能タイプのCPUとしてYシリーズがありますが、Atomと比べるとかなりパフォーマンスが高いです。この辺は予算と性能の葛藤となりそうです。

CINEBENCH R10のレンダリング処理時間

マルチコアでレンダリング
CPUの性能が顕著に現れるCINEBENCH R10ベンチマークテストでチェック。 CINEBENCH R10は、MAXON Computer社のCinema 4Dをベースとしたベンチマークソフト(ちなみにMAXONはスター・ウォーズなど有名映画で使用されるソフトウェアも開発している)。 Cinema 4Dとは映画・テレビ業界・ゲーム制作・建築で採用されている3Dソフトである。このベンチマークテストのレンダリング処理時間で、主にCPU性能を測ることができる。 CINEBENCH R10はマルチコアに最適化されているので、クロック数の高さだけでなくマルチスレッド効果を発揮する。一般的な実務おけるシステム性能として判断材料になる。

Airmont設計 第4世代Atom系  
DELL Inspiron 20 3000シリーズ(3052)アイコン画像

DELL Inspiron 3052
※2016年 Airmont設計:Braswell

  • Windows 10 Home (64bit)
  • 19.5インチ光沢タッチ ディスプレイ (1600 x 900)
  • Pentium N3700 (2M キャッシュ, 最大2.40 GHz)
  • 4GB (4GBx1) 1600MHz DDR3L メモリ
  • インテル HD グラフィックス
⇒2分23秒
Inspiron 11white-3162

DELL Inspiron 11(3162) エントリー・プラス 
2016年Airmont設計 (Braswell)

  • Windows 10 Home (64bit)
  • Pentium N3700 (2.40 GHz)
  • 4GBシングル チャネル DDR3L 1600MHz
  • インテル HD グラフィックス
⇒2分26秒

DELL Inspiron 3252  ※2015年 Airmont設計:Braswell

  • Windows 10 Home (64bit)
  • Celeron N3050 (2M キャッシュ, 1.6GHz~ 2.16 GHz)
  • 4GB (4GBx1)シングル チャネル DDR3メモリ- 1600MHz
  • インテル HD グラフィックス
⇒4分49秒
タンゴレッド-Inspiron 11(3162)

DELL Inspiron 11(3162) エントリー  
※2016年Airmont設計:Braswell

  • Windows 10 Home (64bit)
  • Celeron N3050 (最大 2.16 GHz)
  • 2GBシングル チャネル DDR3L 1600MHz
  • インテル HD グラフィックス
⇒4分59秒
Silvermont設計 第3世代Atom系  
inspiron11-2in1-3147

Inspiron 11 2 in 1(3147) 
※2014年 Silvermont設計(Bay Trail-M)

  • Windows 8.1 (64bit)
  • Pentium N3530 プロセッサー(2.16 GHz~2.58 GHz )
  • 4GB (4GBx1) DDR3L メモリ(1333MHz)
  • インテル HD グラフィックス
⇒2分14秒
Inspiron 3646の購入レビューサイト

Inspiron 3646 ※2014年 Silvermont設計 (Bay Trail-D)

  • Windows 8.1 (64bit)
  • インテル Pentium J2900 (2Mキャッシュ, 最大 2.67 GHz)
  • 4GB (4GB x 1 ) DDR3L 1600MHz メモリ
  • インテル HD グラフィックス
⇒2分54秒
Venue 11 Pro

DELL Venue 11 Pro(5130)  
※2013年 Silvermont設計 (Bay Trail-T)

  • Windows 8.1 Pro(32bit)
  • Atom Z3770 (1.46~2.39GHz 、2MB キャッシュ)
  • 2GB LPDDR3メモリ
  • インテル HD グラフィックス
⇒3分38秒

DELL Inspironマイクロデスクトップ(Inspiron 3050)
※2016年 Silvermont 設計 (Bay Trail-D)

  • Windows 10 Home (64bit)
  • インテル Celeron J1800 (1M キャッシュ, 最大 2.58 GHz)
  • 4GB (4GBx1) DDR3L メモリ-1600MHz
  • インテル HD グラフィックス
⇒4分13秒
DELL Venue 8 Pro (64G)

DELL Venue 8 Pro(5830) 
※2013年 Silvermont設計 (Bay Trail-T)

  • Windows 8.1 (32bit)
  • Atom Z3740D (2MB キャッシュ, 最大 1.83GHz )
  • 2GB シングルチャネル DDR3L-RS メモリ
  • インテル HD グラフィックス
⇒4分24秒
Saltwell設計 第2世代Atom系  
タブレットpc選び、Latitude 10の画像

DELL Latitude 10 ※2013年 Saltwell設計(Clover Trail)

  • Windows 8 (32bit)
  • Atom プロセッサー Z2760 (1.80GHz, 1MB キャッシュ)
  • 2GB DDR2 SDRAM メモリ(800MHz)
  • インテル Graphics Media Accelerator(533MHz)
⇒12分09秒
Bonnell設計 第1世代Atom系  
Inspiron Mini 10v

DELL Inspiron Mini 10v 
※2009年 Bonnell設計:Diamondville

  • Windows XP Home Edition SP3 32bit版
  • Atom N270 (512KB L2, 1.6GHz, 533MHz FSB)
  • 1GB DDR2 メモリ
  • オンボード・グラフィック GMA 950
⇒18分06秒

その他のCPUとの比較は、CINEBENCH R10ベンチマークテスト集(アーキテクチャ別)のコンテンツを参考に!

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