Coffee Lakeマイクロアーキテクチャ

Coffee Lake
生産時期	2017年10月5日から
生産者	インテル
プロセスルール	14nm
アーキテクチャ	x64
マイクロアーキテクチャ	Skylake
命令セット	x86-64, Intel 64
コア数	2から8; （スレッド数：2から16）
ソケット	LGA 1151
前世代プロセッサ	Kaby Lake
次世代プロセッサ	Comet Lake; Ice Lake
L1キャッシュ	コアあたり64KiB; （命令32+データ32）
L2キャッシュ	コアあたり256KiB
L3キャッシュ	コアあたり最大2MiB
ブランド名	Celeron; Pentium Gold; Core i3; Core i5; Core i7; Core i9; Xeon E;
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Coffee Lake（コーヒーレイク）とはインテルによって開発されたマイクロプロセッサである。2017年 9月24日に発表され^[1]、Kaby Lake Refreshと同じ第8世代Intel Coreプロセッサとして製品化された^[2]。

2018年 10月8日には最大8コア^[3]のCoffee Lake Refresh（コーヒーレイクリフレッシュ）が第9世代Intel Coreプロセッサとして発表された。

なお、本項では便宜上、15W以下のモバイル向けのWhiskey Lake（ウイスキーレイク）についても記述する。

概要

10nmプロセス立ち上げの更なる遅延により同じ14nmプロセスであるKaby Lakeの後継として用意された^[4]。

CPUコア数の増加やブーストクロックの向上など性能強化が図られているが、マイクロアーキテクチャはSkylakeのままである。製造プロセスも14nmプロセスと変わっていないが、14nm++としてゲートピッチを84nmに緩めるなどクロック向上のために最適化されている。

2018年には更にCPUコア数を増やしたCoffee Lake Refreshが投入されたが、製造プロセスは変わっていないためダイサイズが増加する一方となった。これにチップセットの14nm化も重なりプロセッサの供給不足が発生した^[5]。

この世代にP6から続くアウト・オブ・オーダー実行を起因としたサイドチャネル攻撃に対する脆弱性が明らかとなり^[6]、これに対する性能低下を補うためにハードウェアによる緩和策が進められるようになった^[7]。

CNL-PCHをワンパッケージ化したものは開発コードが異なり、Whiskey Lakeとなっている。

2018年に入ると、8086発売40周年を記念し、Coffee Lakeマイクロアーキテクチャに基づくデスクトップ向けのCore i7-8086Kを限定品として発売した。記念品的要素もあり、モデル名は敢えて付番法則に則っていない。実質的にはCoffee Lakeとして（Refreshを除けば）最速のCPUである。またCore i7-8086Kの最大周波数は Intelのx86互換CPUとしては、単一のコアで初めて5GHzにも達する。これは8086の規定クロックである、5MHzのちょうど1000倍となっている点も記念碑的なポイントと言えよう。

この世代よりWindows 11以降のWindowsに正式かつ、完全対応している。ただし、Windows 11以降のWindowsをアップグレードインストール、または新規インストールする場合はセキュアブートやTPM2.0等の各種セキュリティデバイスが必要となる。

特徴

14nm++プロセス
Skylakeコア (CPUコア数の増加、最大8コア)
DDR4-2666対応 (DDR3には非対応)
UHD Graphics 600 シリーズ (最大ブーストクロックが向上)
ソケット1151 (Kaby Lakeと電気的互換性なし^[8])
300 シリーズのチップセット
USB 3.1のサポート (Gen2には14nmのCNL-PCH版が対応)

プロセスルール

プロセスルールは Kaby Lake から更に最適化が行われている^[9]。

マイクロアーキテクチャ	プロセスルールの名称
Broadwell Skylake	14nm
Kaby Lake Kaby Lake Refresh Amber Lake	14nm+
Coffee Lake Coffee Lake Refresh Whiskey Lake	14nm++

脆弱性の対応

インテルはMeltdown、Spectreなどの脆弱性に対し、マイクロコードやソフトウェアの変更による緩和を進めたが一部のワークロードでは大きな性能低下を引き起こすため、ハードウェアレベルでの防御ができるようCoffee Lake Refresh、およびWhiskey Lake以降のCPUに変更を加えた。2019年にはCascade Lakeで更なる対応が進むなど対策を進めている^[10]。


公称	Variant	概要	Cascade Lake Ice Lake	Whiskey Lakeの一部、 Coffee Lake Refreshの一部 Comet Lake	Whiskey Lake Coffee Lake Refresh	Coffee Lake Amber Lake 及びそれ以前のCPU
Spectre	1	条件付き分岐における境界チェックの回避	OS/VMM
Spectre	2	分岐先のインジェクション	ハードウェア + OS		ファームウェア + OS
Meltdown	3	不正なデータキャッシュの読み込み	ハードウェア			ファームウェア
Meltdown	3a	不正なシステムレジスタの参照	ハードウェア	ファームウェア
	4	書込み前メモリの参照	ハードウェア + OS		ファームウェア + OS
Foreshadow (L1TF)		L1データキャッシュ情報が漏えいする脆弱性	ハードウェア			ファームウェア

第8世代 Coffee Lake 製品構成

デスクトップ向け

コア数がi7・i5は6つ、i3は4つに増えた事が最大の特徴である。これにより、マルチスレッド性能が大幅に向上した。ハイパースレッディング・テクノロジーはi7、Pentium Goldのみに採用されている。

また、ソケットは先代と共通のLGA1151であり、Z170やZ270といったチップセットを搭載したマザーボードとの物理的互換性はあるが、インテルがそれを許可しなかったため、Intel 300 Seriesを搭載したマザーボードの購入（買い替え）が必要となる。

インテル側は「電源回路の差異」を理由にしているが、マザーボードメーカーであるASUSのスタッフによって否定され、非公式ながらBIOSの改造でZ170やZ270で起動させることも可能である。実演したコアユーザーも存在する。

ブランド	型番	コア (スレッド)	CPU周波数(GHz)					GPU		L3 キャッシュ (MB)	TDP (W)	ソケット	価格 (US$)
			定格	ターボブースト				ブランド	周波数 (GHz)
			定格	1コア	2コア	4コア	6コア	ブランド	周波数 (GHz)
Core i7	8086K	6 (12)	4.0	5.0				UHD 630	1.2	12	95	LGA1151	425
	8700K^[11]		3.7	4.7	4.6	4.4	4.3				95		359
	8700^[11]		3.2	4.6	4.5	4.3	4.3				65		303
	8700T		2.4	4.0							35		303
Core i5	8600K^[11]	6 (6)	3.6	4.3	4.2	4.2	4.1		1.15	9	95		257
	8600		3.1	4.3							65		213
	8600T		2.3	3.7							35		213
	8500		3.0	4.1							65		192
	8500T		2.1	3.5							35		192
	8400^[11]		2.8	4.0	3.9	3.9	3.8				65		182
	8400T		1.7	3.3							35		182
Core i3	8350K^[12]	4 (4)	4.0	N/A						8	91		168
	8300		3.7								62		138
	8300T		3.2								35		138
	8100^[12]		3.6							6	65		117
	8100T		3.1							6	35		117
Pentium Gold	G5600	2 (4)	3.9						1.1	4	54		86
	G5500		3.8						1.1		54		75
	G5500T		3.2						1.05		35		75
	G5400		3.7					UHD 610			54		64
	G5400T		3.1								35		64
Celeron	G4920	2 (2)	3.2							2	54		52
	G4900		3.1								54		42
	G4900T		2.9						1.0		35		42

ワークステーション向け

ブランド	型番	コア (スレッド)	CPU周波数(GHz)		GPU		L3 キャッシュ (MB)	TDP (W)	ソケット	価格 (US$)
ブランド	型番	コア (スレッド)	定格	ターボブースト	ブランド	周波数 (GHz)	L3 キャッシュ (MB)	TDP (W)	ソケット	価格 (US$)
Xeon E	2186G	6 (12)	3.8	4.7	UHD P630	1.2	12	95	LGA1151	450
	2176G		3.7	4.7		1.2		80		362
	2146G		3.5	4.5		1.15				311
	2136		3.3		N/A					284
	2126G	6 (6)	3.3		UHD P630	1.15				255
	2174G	4 (8)	3.8	4.7		1.20	8	71		328
	2144G		3.6	4.5		1.15				272
	2134		3.5		N/A					250
	2124G	4 (4)	3.4		UHD P630	1.15				213
	2124		3.3	4.3	N/A					$193
	2104G		3.2	N/A	UHD P630	1.1		65		$193

モバイル向け

最大6コアに強化され、モバイル向けとしては初めてCore i9ブランドのCPUが登場した。

ブランド	型番	コア (スレッド)	CPU周波数(GHz)		GPU			L3 キャッシュ (MB)	L4キャッシュ (eDRAM) (MB)	TDP (W)	cTDP (W)	価格 (US$)
			定格	ターボブースト	ブランド	周波数
			定格	ターボブースト	ブランド	定格 (MHz)	最大 (GHz)
Xeon E	2186M	6 (12)	2.9	4.8	UHD P630	350	1.20	12	N/A	45	35	623
Xeon E	2176M		2.7	4.4	UHD P630						35	450
Core i9	8950HK		2.9	4.8	UHD 630						N/A	583
Core i7	8850H		2.6	4.3			1.15	9			35	395
	8750H		2.2	4.1			1.10	9			35	395
	8700B		3.2	4.6			1.20	12		65	N/A	303
	8559U	4 (8)	2.7	4.5	Iris Plus 655	300	1.20	8	128	28	20	431
Core i5	8500B	6 (6)	3.0	4.1	UHD 630	350	1.10	9	N/A	65	N/A	192
	8400B	6 (6)	2.8	4.0			1.05	9		65	N/A	182
	8400H	4 (8)	2.5	4.2			1.10	8		45	35	N/A
	8300H		2.3	4.0			1.00	8		45	35	250
	8269U		2.6	4.2	Iris Plus 655	300	1.10	6	128	28	20	320
	8259U		2.3	3.8			1.05	6				N/A
Core i3	8109U	2 (4)	3.0	3.6			1.05	4				N/A
Core i3	8100H	4 (4)	3.0	N/A	UHD 630	350	1.00	6	N/A	45	35	225

第8世代 Whiskey Lake 製品構成

2018年8月28日に発表された15W以下のモバイル向けの第8世代Intel Coreプロセッサ。

パッケージ内に搭載されているPCHが14nmのCNL-PCHに変更され、USB 3.1 Gen2にネイティブ対応、Wi-Fi/BluetoothのMACを統合、オーディオDSPがクアッドコアとなった。

また、Meltdown V3、L1TFの脆弱性にハードウェアでの緩和が行われた^[10]。

なお、Core i7-8665UとCore i5-8365Uについては19年第二四半期の発売となっており、vProに対応するなど機能等の向上が見られる。

モバイル向け

ブランド	型番	コア (スレッド)	CPU周波数(GHz)		GPU		L3 キャッシュ (MB)	TDP (W)	cTDP(W)		価格 (US$)
			定格	ターボブースト	ブランド	周波数 (GHz)			cTDP(W)
			定格	ターボブースト	ブランド	周波数 (GHz)			Up	Down
Core i7	8665U	4 (8)	1.9	4.8	UHD 620	1.15	8	15	25	10	409
Core i7	8565U		1.8	4.6		1.15	8				409
Core i5	8365U		1.6	4.1		1.1	6				297
Core i5	8265U		1.6	3.9		1.1	6				297
Core i3	8145U	2 (4)	2.1	3.9		1.0	4				281

第9世代 Coffee Lake Refresh 製品構成

2018年10月8日に発表された。最大8コアの構成になり、特にCore i9の9900Kと9900KFに関してはインテルの量産CPUとしては初の5GHz駆動に至ったことが特徴である。Core i7、Core i9ではSandy Bridgeマイクロアーキテクチャ以来、7世代ぶりとなるヒートスプレッダとコアの間にソルダリング(STIM)を採用することで放熱能力が向上した。またMeltdown V3、L1TFの脆弱性に関してハードウェアでの緩和が行われた^[13](一部のSKUを除く)。ソケット形状は第8世代のものと同一で互換性が保たれている。

デスクトップ向け

ブランド	型番	コア (スレッド)	CPU周波数(GHz)									GPU		L3 キャッシュ (MB)	TDP (W)	メモリー	価格 (US$)
			定格	ターボブースト								ブランド	周波数 (GHz)
			定格	1	2	3	4	5	6	7	8	ブランド	周波数 (GHz)
Core i9	9900K	8 (16)	3.6	5.0		4.8		4.7				UHD 630	1.2	16	95	DDR4 2666	488
Core i9	9900KF	8 (16)		5.0		4.8		4.7				—		16			488
Core i7	9700K	8 (8)		4.9	4.8	4.7		4.6				UHD 630	1.2	12			374
Core i7	9700KF	8 (8)		4.9	4.8	4.7		4.6				—		12			374
Core i5	9600K	6 (6)	3.7	4.6	4.5	4.4		4.3		—		UHD 630	1.15	9			262
	9600KF		3.7	4.6	4.5	4.4		4.3				—					262
	9500		3.0	4.4								UHD 630	1.10		65		192
	9400		2.9	4.1								UHD 630	1.05				182
	9400F		2.9	4.1								—					182
Core i3	9350KF	4 (4)	4.0	4.6				—				—		8	91	DDR4 2400	173
	9350K		4.0	4.6								UHD 630	1.15		91		173
	9320		3.7	4.4											62		154
	9300		3.7	4.3											62		143
	9300T		3.2	3.8									1.10		35		143
	9100		3.6	4.2	4.1	4.0							1.10	6	65		122
	9100F		3.6	4.2	4.1	4.0						—			65
	9100T		3.1	3.7								UHD 630	1.10		35
Pentium Gold	G5620	2 (4)	4.0	—									1.10	4	54		86
	G5600T		3.3										1.05		35		75
	G5420		3.8									UHD 610			54		64
	G5420T		3.2												35		64
Celeron	G4950	2 (2)	3.3											2	54		52
	G4930		3.2												54		42
	G4930T		3.0										1.00		35		42

モバイル向け

ブランド	型番	コア (スレッド)	CPU周波数(GHz)		GPU		L3 キャッシュ (MB)	TDP (W)	cTDP Down (W)	メモリー	価格 (US$)
ブランド	型番	コア (スレッド)	定格	ターボブースト	ブランド	周波数 (GHz)	L3 キャッシュ (MB)	TDP (W)	cTDP Down (W)	メモリー	価格 (US$)
Xeon E	2286M	8(16)	2.4	5.0	UHD P630	1.25	16	45	35	DDR4-2666, LPDDR3-2133	623
Xeon E	2276M	6(12)	2.8	4.7	UHD P630	1.2	12				450
Core i9	9980HK	8 (16)	2.4	5.0	UHD 630	1.25	16				583
Core i9	9980H	8 (16)	2.3	4.8		1.2	16				556
Core i7	9850H	6 (12)	2.6	4.6		1.15	12				395
	9750HF			4.5	—	—
	9750H			4.5	UHD 630	1.15
Core i5	9400H	4 (8)	2.5	4.3	UHD 630	1.1	8				250
	9300HF		2.4	4.1	—	—
	9300H		2.4	4.1	UHD 630	1.05

脚注

[intel-20170924-1] Intel Unveils the 8th Gen Intel Core Processor Family for Desktop, Featuring Intel’s Best Gaming Processor Ever, インテル, (2017-09-24)

[2] 笠原一輝 (2017-08-21), “【笠原一輝のユビキタス情報局】第8世代Coreプロセッサの本当のコードネームはどれ? ～Kaby Lake Refresh、Coffee Lake、Cannonlakeの3つが同じ製品ブランドで同時展開”, PC Watch

[3] Core i9、およびデスクトップPC用、ごく一部のモバイルPC用のCore i7のみ。

[4] “Intel、2018年に14nmの新CPU“Coffee Lake”を投入”. Impress Corporation (2016年7月19日). 2020年6月25日閲覧。

[5] “Intelのプロセッサ供給不足により世界的にノートPC出荷に影響、2019年後半まで続く見通し”. GIGAZINE (2018年10月2日). 2020年6月25日閲覧。

[6] “インテル「産業全体の問題」　脆弱性報道受け、株価急落”. Nikkei Inc. (2018年1月4日). 2020年6月25日閲覧。

[7] “Intel、次期CPUにSpectre対策機能をハード実装”. Impress Corporation (2018年3月16日). 2020年6月25日閲覧。

[8] “ソケットのピン配置から見る、同じLGA1151でCoffee LakeとSkylakeを隔てる理由”. Impress Corporation (2017年10月6日). 2020年6月25日閲覧。

[9] “Intel、6コア化したデスクトップ向け第8世代Coreプロセッサ～LGA 1151を踏襲するも、チップセットは互換性なし”, PC Watch, (2017-09-25)

[spectre-10] 新しい保護機能をハードウェアに実装, Intel

[AnandTech4-11] “Intel Coffee Lake Specifications”. AnandTech Forums (2017年7月28日). 2017年8月1日閲覧。

[AnandTech23-12] “Final Intel Core™ i3-8350K and Core™ i3-8100 Specifications”, AnandTech Forums 2017年8月1日閲覧。

[13] “Intel、第9世代Coreプロセッサに「Meltdown」対策をハードウェア実装”, PC Watch, (2018-10-11)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

生産時期	2017年 10月5日^[1]から
生産者	インテル
プロセスルール	14nm
アーキテクチャ	x64
マイクロアーキテクチャ	Skylake
命令セット	x86-64, Intel 64
コア数	2から8 （スレッド数：2から16）
ソケット	LGA 1151
前世代プロセッサ	Kaby Lake
次世代プロセッサ	Comet Lake Ice Lake
L1キャッシュ	コアあたり64KiB （命令32+データ32）
L2キャッシュ	コアあたり256KiB
L3キャッシュ	コアあたり最大2MiB
ブランド名	Celeron Pentium Gold Core i3 Core i5 Core i7 Core i9 Xeon E
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