CPUもグラボもサーマルスロットリングで性能低下

2018年8月 2日

Core i9搭載MBPで問題発生。

海外のYouTuberがカスタマイズでCore i9へ変更し購入したMacBook ProのCPUが排熱の構造に問題がありCore i9の性能が使い切れないどころかCore i9未満のCPU性能さえ出ないとの報告。

最近のCPUやGPUの仕組を知らない人多そう。

Core i9搭載MBPのCPU性能低下で信者が酷評

元ネタはこちら。

Core i9搭載MacBook ProはCPU性能を引き出せない - GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180720-i9-macbook-pro-slow-down/

Thermal Throttling

上の比較は動画を変換した際のレンダリングにかかる時間を表したものと思われ、上から2017年版Core i7搭載MBPが35分22秒、対して2018年版Core i9搭載MBPは39分37秒、なので高性能なはずのi9が4分15秒ほど、率にすると1割くらい処理遅いという結果に。

問題は排熱構造だとされており、この後冷蔵庫に入れて計測するとレンダリング時間が27分18秒まで短縮されたという、明らかな冷却不足を証明されております。

この後、Appleも重く見たのか、なぜかOSのアップデートで対応。

本日のmacOS High Sierra 10.13.6補足アップデートにバグ修正が含まれており、すべての対象モデルへの適用を推奨する。

source:Apple、MacBook Pro(2018)のサーマルスロットリング修正OSアップデート公開 - ITmedia

OSのバグ修正でレンダリング時間が短縮されるのか、またはCPU温度が上がりまくらず性能ダウンしないのか、どちらにしても納得行かない対応であり簡単にいうと意味がわからない。

バグは見なかったことにして、OSの修正で何とかなるということは、高性能CPUで処理するとOSが何か余計なことをしていた、それをやめたとしか思えない。

ITmediaも詳細不明なのか理解不能なのかApple公式の声明を引用して終わりとなっており、これでMBPユーザは納得するのだろうか。 

 

Mac以外に低性能PCもグラボでもSSDでも起こる

MBPで発生した問題はITmediaがタイトルに入れている通りでサーマルスロットリングという制御が効いたため。

以下の解説が簡潔でわかりやすい。こちらの企業はSSDに対する説明なので「ドライブ」はCPUやGPU、「転送速度」は処理速度に置き換えてもOK。

サーマルスロットルは、パフォーマンスを落とすことによりドライブの温度を最大しきい値を超えないように制御します。

パフォーマンスは、安定的な温度に回復するのに必要な程度まで減速されます。温度が最小しきい値まで下がると、転送速度は最適なレベルに回復します。

source:サーマルスロットリング機能 - Apacer Industrial

高温になると安全装置が働き、温度と同時に性能下がるわけですな。

Core i9以外での高性能CPUの場合

Core i9だからとかMacだからではなく、冷却不足になると性能が落ちる、サーマルスロットリングが発生するとは、Core i7-4790KのBOX付属クーラーでは冷えずに性能落ちる件が話題になったと記憶。

その後はCore i7-6700KにはBOXでも最初からクーラーが付属していないため、どのクーラーならばサーマルスロットリング起きないのか、素直に水冷にすれば良いかの話も記憶に新しい。

クソ性能なCPUでもあるあるな現象

私が所有している2万円のスティックPC、このようなクソ性能なCPUでもサーマルスロットリングは発生する、むしろ性能低い方があるあるなのかも知れない。

CPU:Intel Atom Z3735F(1.33-1.83GHz、4コア、2MB、SDP2.2W)

source:スティックPC、m-StickとPicorettaのベンチマークと比較

元から出て1.83GHz、定格1.33GHzな仕様だけれども、本気で1.83GHz出すには4コアは全く意味のないシングルコアで動作する上、SDP2.2Wなので低発熱かつ省電力ながら、この状態なので冷えるわけがない。

ピコレッタフルセット

左下の小さな白い物体がPC本体。ファンなど付いておらず、中に偉い人にはわからない飾りのような放熱板があるだけなので、発熱をわずかに逃してはいるけれど排熱には期待できない状態。

YouTube再生しながら何かするとかムリなほどなので、4コア最大1.83GHzだけ見てなかなか凄いとは思わない方がOK。

ちなみにボロクソ書いたけれど個人的には気に入っております。クソ性能は理解した上で購入したため。

グラボは個人で検証された人が存在

過去にネタにしたのでこちらをどうぞ。

真の王Pascal版Titan Xは要水冷?ベンチマーク各種
https://btopc.jp/select/titan-x-pascal.html

冷却とクロックの関係

source:真の王爆誕! The Ultimate King 「TITAN X Pascal SLI 水冷化&OC」 レビュー : 自作とゲームと趣味の日々

グラフによると、しっかり水冷していれば時間が経過しようと1,800MHzや2,000MHzで安定するものの、そうでなければコアクロックが低下するという。

Titan Xの2枚挿しなるウルトラ高性能な構成でなくとも、高性能なGPUならば起こり得るのでサイコムやマウスはグラボも水冷を取り入れているのでしょう。

発熱ひどいNVMe対応SSDでも発生

これはもうこちらのタイトル引用だけでわかる。

source:サーマルスロットリングを防ぐ救世主 - AWD-MCS01 | ジグソー

awesome-ssd-zigsow

M.2スロットに関わらず、PCI-Express接続になるNVMe対応SSDは発熱するもの。発熱しすぎるとサーマルスロットリングが発生するので転送速度が低下する、なのでこのヒートシンクが救世主という話。

 

昔とは違う意味で冷却が重要な現代のCPUとGPUとSSD

昔のCPUは平気で100℃を突破してしまい、マザーボード(正確にはBIOS)がそれを検知して強制的にシャットダウン、電源オフしてくれていたけれど、95度くらいなら普通に高性能維持して動いておりました。

しかし現在は80度超えると性能を落として様子見する仕様となっていたり、この手の情報を知ろうとしないマニアな人以外には何が起こっているのかわからないだろうと思う。

何が言いたいかは、高性能なCPUやGPUだからと小型や薄型ノートでドヤっていようとも、実はそのCPUやグラボの性能は発揮できていない可能性がある。

デスクトップ自作PC+ベンチマーク遊びマニアならば気付いて冷却強化してみたりするのだろうけれども、普通の人がそこまでする以前に気付きさえしないのが今時なのでしょう。

パソコンが故障しづらくなった気がするのはサーマルスロットリングまみれな仕様が要因と思えば良いことかも知れないけれど、余計な世話として書かれた性能は100%引き出せとも思う。故障しやすい方がパソコン売れて良いのでは、とか。

まあ、4コアだろうと4コアも使わなかったり、余裕の3GHz超えの処理能力を持っているのに「夏でクソ暑いからマックス2GHzな」とアンダークロックする私に死角はなかった、というかサーマルスロットリング語る資格はなさそう。

CPUが今どのような状態か視覚するなら、Ctrlを押しながらAltも同時に押しつつDeleteキー。「タスクマネージャを起動」してタブをパフォーマンスに切り替えましょう。

タスクマネージャのパフォーマンス

常時表示しておけば何をしている時にCPUのコアがどのくらい働いているかわかるかも知れない。私はそういう変態行為をしたことがないので知らない。

今月のオススメBTOパソコン

リンク用ソース

コメント(6)

>サーマルスロットリング
エアコンで言うと
・昔 サーモでON-OFF
・今 インバータでそれなり制御
と同じですね。(温度的には逆向きの制御ですが)
エアコンの場合はインバータの方が省エネな訳ですが、PCも同じと違いますか。
突然落ちてデータ吹っ飛んだりしない分だけ、クロック落としてる今の方がましかと。
ただし、仕様外気温度以下でリテールクーラーの能力不足、排熱不良の問題によりそういう状況に陥るなら論外ですけど。

>MBPのCPU性能低下
OSの修正で対応したのはスロットリングになったあとの電圧管理についてですね。
(詳しくはVRM/Voltage Regulator Moduleのキーワードを付けて検索すればわかるかと)

そのためサーマルスロットリングになったあとの挙動が適正になっただけで冷却性能不足が解消されたわけではないようです。
PC Watchでも修正後のCINEBENCHが実施されていますが、同じCPUのZenBook Pro 15はおろかi7-8750Hを搭載したNew XPS 15よりもマルチスレッドのスコアが低くなっています。
(OSの違いもあるとはいえ900台と1100台では雲泥の差ですね)

>2017年版Core i7搭載MBPが35分22秒
せっかくのMacBookで30分以上も動画変換なんぞもったいないですね。パワーが欲しいならデスクトップでどうぞ。

>サーマルスロットリング機能
たまに使用しているスティックPCであるm-Stickですが、こちらも温度が上がると動作が非常に鈍い。という訳で私はこの冷却スプレーを使っています。安価ですが効果はそれなりにアリ。

Amazon | 瞬間冷却スプレー 500ml | 協和 |
https://www.amazon.co.jp/gp/product/B003QOOL4S

>このようなクソ性能なCPUでもサーマルスロットリングは発生する
上記のm-Stickは、ベンチマーク中に動作周波数は600MHzくらいまで下がりましたよ。

>グラボは個人で検証された人が存在
とはいえベンチマークは「通常仕様ではありえないほど重い負荷を掛ける」ものですから、そこでサーマルスロットリングが起こっても設計不良では無し。ベンチマークで高得点を出したいなら冷却力を上げるのは当たり前。

>タスクマネージャを起動
一発で起動させたいなら、ctrl+alt+deleteよりctrl+shift+escがおすすめ。無駄なメニューが表示され選ぶ必要なく速攻でタスクマネージャが開きます。

わかりました。
別記事も含めてこれ以上ここにはコメントしないように致します。
ご迷惑をおかけしました。

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BTOパソコンメーカー比較

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令和時代の鉄板スタンダードなPC初心者向けメーカー。標準構成のバランス感覚が突出しており、私でさえケチを付けることが滅多にできない。性能の下から上まで幅広く実用的。

パソコン工房

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昔はドスパラ=BTOだったけれど最近は普通のパソコンに力を入れておらず、2018-2019年の偽インテルチップ中華SSDの件が未解決なので信用問題的に何とも言えない。

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10年以上前まではDELL=初心者向けの安いパソコン、それはもう通用しておりません。クーポン適用後が適正価格だと見抜けるパソコン詳しい人向け、または大人買いで割安になる法人向け。

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コスパと性能以外にも見た目も重視したいならHPのノートも選択肢としてアリ。自社製造状態なのでBTO=ダサい印象は払拭されるかと。デスクトップは法人用、ゲーミングは海外向け。

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昔のマニアックな感は無くなり家電通販のような普通のパソコン屋に。機種が少なく特徴的な少数精鋭状態なので選べる人を選ぶが、それにしても選びにくい。

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※並びはBTOメーカーの知名度の順(暫定)で、大小関わらず信用できない要素があるメーカーは未掲載。

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BTOパソコンの元修理担当。ハードウェアに超詳しいワケではありませんが、どうしたら故障するのか何となく解るので壊れにくいパソコンを紹介します。