Core i7 11700K（Rocket Lake）のVcore電圧を下げたらIPCが低下した

  CPUのVcore電圧を下げることは消費電力の抑制に効果的だが，Core i7 11700KでVcore電圧を下げたところ消費電力だけでなくIPC（Instruction Per Clock：クロック当たりの性能）まで落ちる現象に遭遇した．

　CPUの消費電力と動作周波数・Vocre電圧との関係をCore i7 11700Kで検証するため，様々な電圧と周波数の組み合わせでCinebench R23実行時の消費電力の測定をしたのだが，その副次的な結果として，あるVcore電圧を境にしてIPCに違いが出ていることが分かった．10700K（Comet Lake）ではこのような現象はなかったので，Rocket Lake特有のものと思われる．

　なお，本稿では本来の目的であったCPUの消費電力と動作周波数・Vcore電圧についても後半に記載している．

CPUのVcore電圧とクロック当たりの性能の関係

　下のグラフの横軸はHWInfoで測定したCinebenchのマルチ実行中の実効動作周波数（Core Effective Clock）平均値，縦軸がCinebenchのスコアである．グラフ中の2つの凡例は，それぞれベンチマーク中のVcore電圧の平均値が1.296V未満のグループ，1.296V以上のグループを示している．

　グラフより，Vcore平均値1.296V以上のグループに比べて1.296V未満のグループは同一周波数におけるスコアが低くなっており，IPCが低下していることがわかる．ただし，1.296Vという値はCPUや環境によって異なるだろう．

　この現象の原因は何であろうか．CPUの周波数やVcore電圧の設定やデータの測定に使用したアプリケーションは10700Kと同じなので，これらが原因とは考えにくい．11700KというかRocket Lakeでは本来10nmルールで実装されていたSunny Coveアーキテクチャを14nm++ルールにバックポートしており，そのあたりが影響しているのかもしれない（Alder Lakeはどうなのだろうか．誰かやってほしい）

CPUの消費電力と動作周波数・Vcore電圧の関係

　次に，本来の目的であったCPUの消費電力と動作周波数・Vcore電圧の関係を検証した．前回の検証ではCore i7 10700Kを用いたが，アーキテクチャの異なる11700Kでも同様の結果となるのだろうか．

　下のグラフは横軸にCPUの動作周波数＊Vcore^2[GHz*V^2]，縦軸にIA Coreパッケージ電力をとったもので，Cinebenchのスコアと同様にVcore電圧1.296Vを境にグラフが2つのグループに分かれている．この点を除くと10700Kと同様に，消費電力はおおむね動作周波数＊Vcore^2に比例している．

　なお，上のグラフの横軸を動作周波数＊Vcore^2.5にした場合は以下のようになった．こちらも10700Kと同様に直線性が向上しており，CPU消費電力はVcore電圧の2乗より2.5乗のほうにより良い比例関係を持つ結果となった．

　最後に，これまでの検証で使用したソフトウェアを記載しておく．

・Intel Extreme Tuning Utility（Intel XTU）

　CPUのクロック，Vcore電圧設定に使用．ただし，Rocket Lake世代では動作周波数を3.6GHz未満に設定できないため，3.6GHz未満はBIOSで設定した．BIOSで設定しておけばXTU側でもその値が認識される．

・HWInfo

　動作周波数，Vcore電圧などのモニタリングやCSVファイルへの記録に使用．記録する項目が多すぎるとCSVファイルの項目数がバグる場合があるので，必要なもの以外はモニタリングを切ったほうがいい（データ整理はExcelマクロで行ったのだが，ハードウェア構成を変えてないのにCSVファイルの列数が違う場合があり，ひどく困った）