AMD Ryzenプロセッサの最新動向とWindowsおよびCopilot+ PCへの展開

AMD Ryzenプロセッサの最新動向と WindowsおよびCopilot+ PCへの展開 木澤朋和 Japan Surface Users Community Microsoft MVP for Windows and Devices Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 1

ご注意 • 本セッションは2025年4月26日時点の情報からお話ししていま す。 • 今後、マイクロソフト及び各プロセッサメーカーの動向で内容 は変更されることがあります。 • 本日はAMD Ryzenのお話ですが、登壇はIntelの最新プロセッサ Intel Core Ultraシリーズ2搭載のSurface Pro (第11世代) –Intel で行います。(ドヤッ！！) Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 2

Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. • 木澤朋和(きざわともかず) (Windowsの方です) • 某メーカー系でエンジニアを やっています 自己紹介 • Microsoft MVP for Windows and Devices (2024/7~2025/6) • ポッドキャスト番組の配信、 動画(YouTube)の配信 • 技術コミュニティ WoodStream Networks • Japan Surface Users Community主宰 3

ポットキャスト番組 • 「WoodStreamのデジタル生活」 • マイクロソフトの製品や技術をお話しする番組 • 各種音声配信サービスとYouTubeで毎週配信 • 配信 15年 / 777回 • 毎週日曜日午後14:00にライブ配信!! Spotify Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 4

本日の内容 • AMD Ryzenプロセッサとは？ • Ryzenシリーズのラインナップ • 最新Zen ５アーキテクチャ • Windows 11とCopilot+ PCの関係 Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 5

AMD Ryzenプロセッサとは？ Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 6

AMD Ryzenプロセッサ • AMD X86_64互換プロセッサ • 2017年3月発表 • 冥王星・太陽系外縁天体の探査機「New Horizons」 • AMDの発表イベント「AMD New Horizon」 • 「このプラットフォームがコンピューティングの 次の地平線へ導いてくれる」 • Horizon ＋ Zen(アーキテクチャ) = Rizen ⇒ Ryzen https://ja.wikipedia.org/wiki/Ryzen https://pluto.jhuapl.edu/ Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 7

• https://ja.wikipedia.org/wiki/Ryzen
• https://pluto.jhuapl.edu/

Ryzenってどう？ • プラスイメージ • 高性能プロセッサ • ゲームに強い • コストパフォーマンスが高い • 玄人っぽい • マイナスイメージ • 素人は手を出すな • メモリを選ぶ？ • 周辺デバイスとの相性？ • Intelじゃないと心配 Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 8

Zen アーキテクチャ 名称 世代 製品名(例) 内容 Zen 第1世代 Ryzen 7 1700X Ryzen 5 1500X 以前のAMDアーキテクチャと比較して、IPC （Instructions Per Cycle）が大幅に向上 Zen+ 第2世代 Ryzen 7 2700X Ryzen 5 2600X 洗練された設計とクロック速度の向上 (TPM2.0対応＝Windows 11対応) Zen 2 第3世代 Ryzen 9 3950X Ryzen 7 3800X 7nmプロセスへの移行、チップレット設計の導入、 PCIe 4.0のサポート Zen 3 Ryzen 5000 Ryzen 9 5950X Ryzen 7 5800X Ryzen 5 5600X IPCがさらに向上、統合されたコア複合体設計 Zen 4 Ryzen 7000 Ryzen 9 7950X Ryzen 7 7700X Ryzen 5 7600X 5nmプロセス、DDR5およびPCIe 5.0のサポート Zen 5 Ryzen 9000 Ryzen 9 9950X Ryzen 7 9700X Ryzen 5 9600X 4nmプロセス技術採用、IPC性能が平均16%向上、エ ネルギー効率が改善、DDR5-5600およびPCIe 5.0を サポート Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 9

AMDのSocket • Socket AM4とSocket AM5で展開 Socket AM4 Socket AM5 画像出典 https://elchapuzasinformatico.com/2016/09/primera-fotografia-del-socket-am4-una-cpu-amd-zen/ https://amd-heroes.jp/article/2022/12/21760/ Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 10

• https://elchapuzasinformatico.com/2016/09/primera-fotografia-del-socket-am4-una-cpu-amd-zen/
• https://amd-heroes.jp/article/2022/12/21760/

AMDのSocket • 長期的なプロセッサのサポート • Intelはプロセッサごとに更新 • Socket AM4 • 初代ZenからZen 3までの幅広い世代のRyzenプロセッサをサポート • 過去の資産を活かす • Socket AM5 • Zen 4以降の最新Ryzenプロセッサに対応 • DDR5メモリやPCIe 5.0といった最新技術を活用 • 将来性を重視するならこちら • 2027年以降もサポート Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 11

Ryzenシリーズのまとめ • デスクトップ用のみ(Thread Ripper除く) アーキテク チャ シリーズ名 ソケット チップセット 発表 備考 Zen Ryzen 1000 Socket AM4 400・300 2017年3月 Zen+ Ryzen 2000 400・300 2018年4月 Windows 11対応 Zen 2 Ryzen 3000 400・300・500 2019年5月 Ryzen 9追加 Zen 3 Ryzen 5000 Zen 4 Ryzen 7000 Zen 5 Ryzen 9000 2020年10月 Socket AM5 600・800 2022年8月 DDR5のみ対応 2024年6月 Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 12

最新Zen ５アーキテクチャ 参考：https://www.4gamer.net/games/804/G080449/20240722036/ Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 13

• https://www.4gamer.net/games/804/G080449/20240722036/

Zen 5アーキテクチャ強化ポイント • uOPQの拡大 • 分岐予測 • アウトオブオーダー実行と投機的実行 • メモリアクセス • ハイパースレッディング（同時マルチスレッディング - SMT） • IPC性能を16%向上 Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 14

uOPQ(マイクロオペレーションキュー） • デコード処理 • x86命令をより単純な「マイクロ命令」に変換 • uOPQ（Micro-Ops Queue) • 変換済みのマイクロ命令を一時的に保管するためのバッファ • 次に実行すべき命令を保存 • 容量(6KiB) 6-wideX2 • 1クロックあたり6つのマイクロ命令を同時並列に入出力キャッシュ ×2個 • 1クロックあたり12個（Zen 4は9個) Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 15

uOPQ(マイクロオペレーションキュー） • 一度により多くのマイクロ命令を保持できるため、実行ユニッ トに命令が途切れることなく連続して供給 • CPU内部のパイプラインが停止するリスクが低減 • 全体の処理速度（スループット）が向上 • デコーダの処理 • 4-wide×2：8命令同時デコード (Zen 4は4命令同時) Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 16

こちらを例に ダブルチーズ バーガーセット ドリンク コーラ、コーヒー、 ファンタ、ミニッ ツメイド、爽健美 茶、マックシェイ ク・・・ 35種類 ダブルチーズ バーガー サイドメニュー マックフライポテト チキンマックナゲット サイドサラダ えだまめコーン Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 17

分岐予測(1) • 従来の方式 • 過去の処理履歴から予測（過去は成立or不成立） • 予測結果を学習データとしてフィードバック・予測精度を上げていく • Zen5 • 「ある時間範囲ごと」の複数の分岐履歴情報から分岐予測(過去１０回、 １００回) • 2-Taken • 2つの時間範囲(2-Taken) 2つの分岐予測エンジン • 2-Ahead • 分岐命令の「２つ先」まで実行しておく(投機的実行) Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 18

分岐予測(2) • 分岐ターゲットバッファ（BTB : Branch Target Buffer） • プロセッサ内で分岐命令の実行を高速化するために使用される仕組み • プログラム内の分岐命令に関連する情報（例えば、分岐先のアドレス や分岐の履歴）を保存しておく小さなメモリ • BTBの容量をアップ • Zen 4 1,500エントリ • Zen 5 16,000エントリ https://xenospectrum.com/the-advanced-nature-of-the-latest-branch-prediction-unit-in-amds-zen-5-architecture/ Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 19

• https://xenospectrum.com/the-advanced-nature-of-the-latest-branch-prediction-unit-in-amds-zen-5-architecture/

アウトオブオーダー実行 • アウトオブオーダー実行 • 各命令の実行に必要なデータやリソースの状況を判断 • 処理順番に関係なく「実行可能な命令をすぐに実行」 ダブルチーズ バーガーセット ドリンク (コーヒー、コーラ) ダブルチーズ バーガー サイドメニュー (ポテト、ナゲット) Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 20

投機的実行 • 分岐予測を活用 • 実際に分岐の結果が確定する前に、プロセッサが先回りして 命令を実行する技術 • 予測が正しかった場合 • すでに処理が進んでいるため高速化できる • 予測が外れた場合 • その実行結果を破棄し、正しい分岐に沿って処理をやり直す。 Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 21

ROB • ROB(Re-Order Buffer) • 「実行中の命令リスト」を管理するための一時記憶領域 • 命令がアウトオブオーダー実行されたあと、 最終的に正しい順序（プログラム順序）に戻して結果を確定 • Zen 5では 448 命令 • Zen 4 320命令 • Zen 3 256命令 Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 22

メモリアクセス • プリフェッチ • 次に必要になりそうなデータを事前に「予測」して、 より高速なキャッシュメモリに取り込んでおく技術 • 2Dストライドプリフェッチャ • 従来：1次元的な連続データ • 2D(行と列の2次元パターン)で読み取る • ストリームおよびリージョンプリフェッチャ • まとめてデータ読み取り • 頻繁にアクセスする領域を予測して先読み Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 23

ハイパースレッディング（同時マルチス レッディング - SMT） • AMDはハイパースレッディングを継続 • Intel • Pコア(高性能)とEコア(高効率) • ハイパースレッディングはCPUコアの20%の面積を使用 • EコアはPコアの25％の面積-Eコアを沢山 • SMTより効率のいい性能向上 • AMD • ハイパースレッディングはCPUコアの5～10%の面積を使用 • 性能向上は20～50% • 面積、消費電力でも問題なし Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 24

その他 • 整数演算のディスパッチ幅の拡大 • 1クロックで実行できる命令数(Zen 5は8、Zen 4は6) • ALUおよびその他の実行ユニット数の増加 • L1およびL2キャッシュのサイズの拡大とデータ転送速度の向上 • AVX-512サポート • フル512ビットデータパス • IPC性能を16%向上 Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 25

Ryzenと Windows 11・Copilot+ PCの関係 Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 26

https://learn.microsoft.com/ja-jp/windowshardware/design/minimum/supported/window s-11-supported-amd-processors Windows 11対応 • 仮想化セキュリティ • Secure Boot • TPM2.0 • AMDの対応 • AMD-V • Secure Boot • TPM2.0が対応したのは第2世代(Ryzen 2000)以降 • 対応はサイトで公開 Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 27

• https://learn.microsoft.com/ja-jp/windows-hardware/design/minimum/supported/windows-11-supported-amd-processors

Surfaceでの実績 • Surface Laptop 3 15インチモデル • 個人向けモデルのみ • 2019年10月発売 • AMD Ryzen Microsoft Surface Edition プロセッサ • Ryzen 7 3780U・Ryzen 5 3580U • Zen+アーキテクチャ • Windows 11対応 Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 28

Copilot+ PC対応 コパれるRyzen？ Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 29

Ryzen AIシリーズ • AIアクセラレータ搭載（Xilinxを買収） • モバイル向けプロセッサ 世代 シリーズ名 アーキテ クチャ NPU性 能 (TOPS) カテゴリ 発表 備考 第1世代 Ryzen 7040 Zen 4 10 AI PC 2023年1月 .NETラボ2023年2月 に解説 第2世代 Ryzen 8040 Zen 4 16 AI PC 2023年12月 第3世代 Ryzen AI 300 Zen 5 50 Copilot+ PC 2024年6月 Ryzen AI PRO 300 Zen 5 55 Copilot+ PC 2024年10月 Ryzen AI MAX Ryzen AI MAX + Zen 5 50 Copilot+ PC 2025年1月 CPUダイ x2 16コア/32スレッド https://www.4gamer.net/games/804/G080449/20240729031/ https://matomere.com/amd-ryzen-ai-max-395/ Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 30

• https://www.4gamer.net/games/804/G080449/20240729031/
• https://matomere.com/amd-ryzen-ai-max-395/

ポータブルゲーム機向け • Ryzen Zシリーズ • Ryzen Z1 • Ryzen Z1 Extreme • Ryzen Z2 • Ryzen Z2 Extreme • Ryzen Z2 Go Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 31

超ハイエンド • Ryzen Threadripper Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 32

まとめ • AMD Ryzenは比較的新しいプロセッサで豊富なラインナップ • IPCの性能向上を重視 • プラットフォームの長期サポート • Copilot＋ PCはモバイルプロセッサから提供 Copyright (c) 2025 Tomokazu Kizawa All rights reserved. 33