番外-6-5.Alder Lake-N N100の速度の秘密（３） 速いN100はTDP6Wではない
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☆☆☆☆ 注意 ☆☆☆☆
番外は雑談コーナーです。
本編読みたい人は飛ばしてください。
１章から読むと、スローライフからはじまります。
”富士の樹海より、もっと良い森”です。
未来の世界から、娘を名乗る死神さんに呼びに来て欲しい人は、こちらから読んでも良いと思います。
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２１章．横浜編１ 50の年の同窓会
1章から読んで、展開が遅すぎると感じる人は９章から読んで、後から１～８章を回想として読んでも話は繋がります。
２１章から読んでも、１章に戻るポイントがありますので、どちらから読んでも問題ありません。
１章、或いは２１章から読み始めてください。
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またN100（Alder Lake N）の話の続きです。
ここで言っているN100搭載機(DDR5 16GB、NVMe)は、2023年8月時点で25000円くらいのミニPCです。
毎年少しずつ速くなるのに、ここにきて一気に速くなりました。
デスクトップ用のEコアを転用したようです。
処理能力は一気に上がっていますが消費電力も同時にかなり上がっています。
スペック上TDP6Wですから、スペックだけ見ると消費電力は上がっていないはずですが、実際には6W設定ではろくに動けないCPUになっています。
6W設定では旧世代にも遠く及びませんので、ほぼすべてのN100搭載PCが6Wよりもっと大きな数字に設定されて売られていると思います。
6W扱いでレビューしている人が多いですが、
★★★★ N100はTDP6Wでは旧世代以下の性能しか出ません ★★★★
CPUMARKでTDP15WのN95とTDP6WのN100のスコアが近いのは、実際の消費電力が近いからです。
N100の電力設定がTDP15WのN95と近い数字に設定されているからです。
6W設定でN95と近いスコアを出せるPCは存在しないはずです。
（IAコア的には同じもので、電力設定が異なるだけ）
やってることはOC、オーバークロックです。TDPは上書き可能です。
設定しているのはクロックでは無くTDPですが、結果としてはクロックが上がります（本来のTDPでは出な領域まで上がるという意味でオーバークロック。クロック上限は超えません。十分に上げるとクロック上限に張り付く）。
クロックが低ければ消費電力は小さく、クロックを上げると消費電力が上がります。
①TDP設定値は電力制限として機能します。設定値に収まるように制御されます。
②消費電力がTDPを超えそうになるとクロックを下げる。
③消費電力に余裕があればクロックを上げる。
④TDPを上げると制限がかかりにくくなるのでクロックが上がる。
⑤クロックの最大値はCPU側で制限されているので、
TDPをいくつに設定しようとそこまでしか上がらない。
普通はスペック上のTDPと実際の消費電力は近く、TDPを上げても消費電力は頭打ちなります。
TDPにはIA（CPUの命令実行機能）以外にも、GPUやそれ以外のCPUチップに内蔵されている機能が使用する電力すべての合計になっています。
そのため、CPU以外が4W食っていると、IAが使えるのは残りの2Wになります。
TDPが低いほど、低性能CPUが有利になります。バランスの問題です。
N100は6W設定ではIAが使える電力がほとんど残っていないので、ボロボロな性能しか出ません。
そのかわり、TDPを上げた場合の性能向上幅が非常に大きい。
N3450は8W設定あたりで飽和してきます。
N4120は12W設定くらいで飽和します。
N5100も12W設定くらいで飽和します。ただし6Wでもけっこう速いです。
N100は15Wでも飽和しない。6Wだとボロボロです。
なので、本当にTDP6Wが要求されるような低消費電力用途では、個人的にはN100/N95よりも、もう１世代古いJasperlake世代の方が良いように思います。6Wでもけっこう速いです。
実は実際に、電力計でN95搭載機とN100搭載機の消費電力を調べても大差ありません。
N95はTDP15W、N100はTDP6Wですから、ある程度の差は出るはずですが、実際は大差無い。
”N100のTDPが6Wでは無いから”です。
下に、N100のTDPごとのスコアを貼っていますので、スコアからだいたいのTDP設定値を逆算することも可能です。
一般的に、N95/N100のスコアだと認識されている5500程度だと12Wあたりだと思います。
N95は15W設定されているのが普通だと思うのと共に、DDR5のN100を15W設定すると、もっと高い数字が出るので、もしかしたらDDR4で15Wのときのスコアも5500程度なのかもしれません。
なお、私が計測に使用したPCも初期値がPL1=12W、PL2=20Wになっていました。
画像でPL1=15Wになっているのは私がテスト用に書き換えたものです。
スコア見ると、やはりデフォルトの12W、PL2＝20Wがバランス良い感じです。
PL1、PL2の設定を両方ともにDISABLEにすると自動でPL1が6Wになります。
N100が速いと感じる人は、調べると恐らく、PL1（PDT）に6.0Wより高い数字が入っていると思います。
コンセントに付けるワットメーターで消費電力で見ても、N100機はけっこう消費電力高めに見えると思います。前世代のTDP15WのN5095と比較しても、TDP6WのはずのN100機の方が消費電力が高いことが多いと思います。
ほとんどの人は、『価格の割に速いPCが欲しい』と思って買ってると思うので影響は無いと思いますが、
省電力目的の場合、TDP6Wのスペックに釣られてN100機買うと期待した結果が得られないかもしれません。
実際の最大消費電力はTDP28Wのi5-5257Uと同程度です。
（部品構成で変わりますが、ミニPCであれば、アイドル時の消費電力はi5-5257U機の方が少ないです）。
これは少ない時で、実際は5.5Wくらいではないかと思うくらいの範囲でふらついています。
付属のACアダプタもN3xxx～N5xxxのTDP6W CPU採用PCでは24Wで、N100機は36Wというような感じで、消費電力に差がありそうな兆候はあちこちで見えると思います。
24時間動かすような用途では、N5xxxの方がバランス良いかもしれません。
（もっと遅くても良いなら、N/J3xxx、N/J4xxxシリーズの方が消費電力が控えめです）
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PL1とPL2の設定を変えながら、PASSMARKを調べました。
12Wのとき5500程度なので、現在世の中に出回っているN100のPCは12W程度の設定になっているものが多いのではないかと思います。
※DDR5の場合の数字。DDR4で15Wでも5500程度になるのではないかと思います。
すべての画像は貼りません。例として２つ貼っときます。
例1.PL1=デフォルト,PL2=デフォルト
例2.PL1=12W,PL2=20W
PL1(TDP) PL2(短時間) CPUMARK 単スレ
無設定 無設定 2017 1217 無設定ではPL1=6Wになります
7W 7W 3015 1581
8W 8W 3756 1766
10W 10W 4739 1991
12W 12W 5499 2043
12W 20W 5821 2086
15W 15W 5957 2083
15W 20W 6143 2084
デフォルト(6W？)だとatom x5-N100と名付けたくなるような速度ですが、15Wだとかなり速い。
TDP6W同士の比較であれば、先代のN5100の方がN100より圧倒的に速いです。
(PL1=6W,PL2=10Wの設定でPASSMARK3200程度）
N100の6WはPASSMARKで2000程度の数字が出ますが、数字以上に酷いです。
（カクカクして操作しにくい）
DDR5のN100機でPASSMARK5600程度だと、PL1=12W、PL2=20Wくらいの設定だと思います。
実際の消費電力は12W設定でTDP28Wの5257Uと同程度。15Wだとそれ以上です。
（先代のN5095のTDPは15Wですが、実際はあまり上がりません）
TDPというのは熱設計観点での消費電力のことです。
高いTDPを許容するには、高い放熱能力が必要になります。
なので、CPU側は発熱量を制限するためにTDPに応じた電力制限をしています。
TDP設定を変更することで、使える電力を変化させることができます。
このCPUで少々問題なのがそのTDP設定なのです。
カタログスペック上はN100のTDPは6Wなのですが、6W設定だとAtom x5-N100という感じの速度です。
※遅いイメージが染みついてしまったCeleronという名称も使われなくなりましたが、
Atomは、Celeronよりもさらに下のクラスです。
ところが6WではぜんぜんダメなCPUに高い数字を設定するといきなり化けます。
DDR5のN100機のPL1を15Wに設定する(TDPを15Wに設定)と、本当に一気に昔のCore iを超える体感速度になります。
「スペック上6WのCPUを15Wに設定すると速い」という話なので、”N100は速い”と言い切って良いのかわかりませんが、15W設定だと個人的にはi5-4300Mやi5-5257Uより速く感じます。
とにかくシングルスレッド性能が高く、軽作業での体感速度が高いです。
正直、ミニPCを小型デスクトップとして軽作業で使う場合、マルチスレッド性能は、あまり体感速度に影響しないので、これで十分と思えます。
ただし、15W設定だと消費電力はTDP28Wの5257Uより上なので省電力とは言い難いです。
デフォルト(6W？)だとPASSMARKは2000程度です。
PL1=15W、PL2=20Wの設定で6000程度。シングルスレッド2080程度です。
なので「N100速い！」と言っている人が使っているN100機はTDP6Wでは無い可能性が高いです。
消費電力はかなり高めです。
もちろんデスクトップPCよりは省電力であることが多いと思いますが、ミニPCの中ではあまり省電力な方ではないかもしれません。
ずっと速いミニPCと同程度の消費電力なので、同じ処理をやって、かかった積算電力を積算しても同レベルだと思います。処理能力の割には消費電力は低いわけでは無いかもしれません。
（絶対値で言うと基本的に、安物ミニPCの方が消費電力低い傾向がありますがN100は、その例から外れる可能性があります）
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このPC、4Kディスプレイ１画面出力時のアイドル消費電力が10W程度あります。
体感速度はi5-8259UのミニPCに近いのですが、i5-8259UのミニPCはその半分なので、省電力とも言い難い感じです。
同じ処理をさせて消費電力を積算すると8259Uの方が消費電力低そうです。
（消費電力が気になるならWindowsのCPUの最大を90％に下げるくらいで、体感速度はほとんど変わらず、最大消費電力は大幅に下げることができると思います）
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DDR5搭載でNVMe対応でTDP12W以上で十分な冷却能力を持つN100PCを買おうと思うと、近い金額ででもっと普通に速くてアイドル電力の低いミニPCが買えるので、速さ、アイドル電力を軸に考えた場合、コスパ的には今のところ微妙な感じです（2023/8）。
この当時(2023/8)、N100登場からしばらく時間は経っていましたが、当時はまだ、そんなに選択肢は無く、N100機はかなり高級機が多かったのです。安い機種はDDR4搭載でした。
”DDR5、16GB、NVMe対応、レビューでCPUのスコアが判明している”くらいの条件で探すと32000～35000円くらいが相場というくらいの状況でした。RYZEN 5600U/H機も35000円くらいなので、概ね同価格帯という感じでした。
（RYZEN 5600U/H機はDDR4ですが、２枚刺しで帯域２倍になるのでDDR5に拘る理由がない）
N100機がそんな金額だったら買いませんが、タイムセールやクーポンで、それなり安くなります。
RYZEN 5600U/H機の方が、値引きが渋い感じでしたが、値引き後であっても価格差は大きくなかった。
メモリ交換できるPCとできないPCで10％くらい価格差が無いと割高に感じるという個人的な感覚も加えると、どっちが高いかわからないくらいの価格だったのです。
で、そのほとんど価格差の無い２機種を比較すると、N100機は最大の武器に見える消費電力でも負けていて、正直、全然勝負になってないな……というように見えていました。
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2024/9時点でも、N100、DDR5 16GB、NVMeのミニPCは30000円程度で、1年前と大差無しでした。
ほとんどの機種はDDR4採用で、SSDもSATAが多い感じです。
DDR5とDDR4は比べないとわからない差なので、それほど重要でもないと思いますが、SSDはPCIeの方が良いと思います。既に主流派完全にPCIeで、日々性能が上がっています。
それに対し、SATAは選択肢は少なく割高になってきています。
（私はN100は速いと言われる、その速度を体感したかったので、DDR5である必要があっただけで、実用上の差はあんまり無いと思っています。DDR4機を買って速くないと感じたとき、N100が遅いのかメモリが遅いのかわからないという状態になるのを避けたかったのです）
比較的高速なN100機は、ミニPC同士を比較した場合に、省電力かと言うと、TDP6Wスペックからというスペックから受ける印象から大きくかけ離れていますが、はじめからTDP20Wくらいの機種と思っておけば、N100 メモリ16GB、ストレージ 500GB、23000円くらいであれば、多くの人にとって、これで十分なのでは？と思うくらいのPCになっていると思います。
アイドル電力が大きいと言っても、他のミニPCと比較しての話であって、デスクトップPCからの置き換えであれば、圧倒的な省電力化になると思います。
元々、好んでスモールコア機を使っていたような用途の置き換えには向いていない感じです。
ただ、個人的には、軽作業用のPCとして使うにしても、8259U機やRYZEN 5600U機などの上のランクのPCと比較して消費電力が低くも、速くも無いので、ちょっと使いどころに困る存在になってます。
最大電力は簡単に下げることができ、僅かな体感速度と引き換えに大幅な省電力化ができますが、アイドル電力は下がらないのです。
通常はアイドル電力は付属ACアダプタの電力との相関が強く、
4K画面表示時のWindows アイドル状態で、
24W級だと4～6W程度。
36～45W級は5～7W程度。
65W級で6～8W程度。
100W級で10～12W程度。
このルールから大きく外れるのはN100/95(Alder Lake N)だけです。
（INTEL系の新型は全部外れるのかもしれません）
私が持っている8259U（TDP28W）機は、アイドル時の消費電力は6Wです。
N100機やN95機は36WのACアダプタが付属してアイドル電力は10Wです。
この差分を消費しているのは、おそらくACアダプタではなく主に本体です。
RYZEN 5600U機は65W電源付属でアイドル電力6.5W。
8259Uと比べると、ほぼ同等か少し高い。少し速いけれど、最大電力はRYZEN 5600Uの方が低い。
8259UとRYZEN 5600Uは、べつにどっちでも良いという感じですが、
N100とRYZEN 5600Uどっちを使うかといえば、RYZEN 5600Uの方がアイドル電力も低く、概ね完全上位になるので、RYZEN 5600Uを使います。
（最大電力を抑えたいなら、Windowsの設定で最大パフォーマンスを少し下げるだけで、消費電力は大きく下がるので）
N100機とi5-8259U機やRYZEN 5600U機を持っている場合、どれを使うかという話です。
2024年時点ではシーケンシャルリード3000M超えのSSDが安価に手に入るので、近い価格帯であればPCIe x4接続のPC買った方が快適だと思います。
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とは言え、N100が出るまでは、古いCore i機を中古で買った方が、安定して速くて安いものが手に入ったのですが、N100の登場で、そのバランスが崩れたように感じます。
今は、”よくわからなければ、とりあえずN100機買っとけ”と言えてしまうような状況に思えます。
少し高いPCとN100機を比べても、価格差ほどメリットを感じない人も多そうだなと思うくらい一気に速くなりました。
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なお、私はミニPCでゲームやろうとか、動画編集しようとか思わないので、そういった用途でどれだけ快適に動くかは知りません。
※３D機能自体、私は付いてなくてもかまわないです。
とりあえずWindows UIを高速化して欲しい。
推奨電源450Wとかの、電源ピン付きの巨大なビデオカード刺すと
テキストエディタが速くなるという冗談みたいな状況を何とかしてほしい。
（ビデオカード的にはアイドル状態なようでファンも回りません）
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TDPはアイドル電力にはあまり影響しませんが、実際に測っても消費電力に関してはN100機とN95機は大きな差は無く、特にアイドリング電力は10W程度と、他のミニPCと比較してかなり高いです。
なお、最大電力もN100とN95で大差ありません。
測定に使っている機材がどれだけ正しいかは不明ですが、同じ機材を使って、他のミニPCよりアイドル時の消費電力が高いことは確かです。
また、N100の機アイドル電力に関しては他の方が測っている結果と誤差が少ないことから、概ね正しいだろうと思っています。
こちらのページでもN100機のWindowsアイドリング時10.9Wとなっています。
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■やすのブログ
<<https://ameblo.jp/yasu-s2000/entry-12827323277.html>>
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TDP調べる過程でN100機のアイドル電力が大きいことには気付いてましたが、省電力だと思って使っていたJasper Lake機が、歴代メインで使ってきたミニPCよりアイドル電力が大きいことに気づいてしまったのが痛いところです。
歴代メイン機は、”少々消費電力が高くても、でかいデスクトップ使うのと比べれば十分省電力だ”と思っていたのですが、省電力だと思っていた機種の方が消費電力大きかったのです。
最大電力は電圧の影響を受けやすいので、大規模回路を低めのクロックで動かす方が、小規模回路を高クロックで動かすより有利になるので、アイドル電力で負けるとスモールコア機は消費電力で勝てなくなるのです。
