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3：御茶目菜子：2009/09/14(月) 13:53:54: CPU使用率でCPU性能は分からない！？
昨年3月24日にはPen3とPenM（Banias）のHD動画再生性能の違い、一昨年9月3日には同じ
PenMでもBaniasコアとDothanコアでのHD動画再生性能の違い、今年の8月11日にCoreSoloと
PenM（Dothan）での動画再生性能の違いを書いたにょ。
それぞれの性能差はコマ落ちをする場合はフレームレートを元に算出し、コマ落ちを
しない場合はCPU使用率を元に算出したにょ。
2台のPCで同じ動画を再生して比較した場合に片方のCPU使用率80％でもう片方が40％
ならば後者の方が2倍の性能となるということにょ。
これにより過去に私の動画再生比較でそれぞれのPCがどの程度の差があるのかという
ことを判断していったにょ。

しかし、それはすべてのCPUにおいて成り立つかといえばそうでもないにょ。
性能比較としてはAtomが気になるところだけど残念ながら私はAtom搭載のPCは持って
いないにょ。
Atom搭載のネットブックは新品であっても3万円程度から購入可能であるために買おうと
思えば買えなくはないにょ。
私は貧乏とはいってもメインモバイル機であれば5万円程度までなら予算を確保するとは
いえメインモバイルとして使うにはネットブックには不満な点も多いために結局2ヶ月前に
Let'snote R5の中古を買ってしまったにょ。
さすがにAtomのテストを行うためだけに買うならば3万円は安くないからね。

とはいうもののAtomの性能は今更取り立てて調べる必要もないにょ。
ベンチ結果ならばあちこちで紹介されているからね。
それを見る限りシングルスレッド性能に置いては同クロックのPenMの半分程度の性能で
マルチスレッド性能はピーク時（コア数に比例するスコアが出せるもの）にはシングル
スレッド時の1.6倍の性能となるにょ。
実際のアプリにおいてはマルチスレッド対応のものでもこれだけの性能を発揮するのは
不可能であり、AtomのHTTは最大でも1.2～1.3倍程度の効果といった感じにょ。

デュアルコアCPUで同クロックのシングルコアCPUの2倍の性能を出せるソフトなんて
ものはほとんど無く2倍に近いものといったらH.264のエンコなどごく一部に限られて
しまうにょ。（HDBenchやCrystalMarkのCPUテストではコア数に比例したスコアになる）
大抵はマルチスレッドに特化したアプリでさえせいぜい同クロックのシングルコアCPUの
1.5倍程度の性能なので論理2コアのAtomでは実アプリでは上記のように最大であっても
1.2～1.3倍程度となるにょ。
よって、ネットブックによく使われているAtom N270（1.6GHz）はULV PenM（Banias）に
近い性能（マルチスレッド非対応だとPenM0.8～0.9GHz程度でマルチスレッド対応で
PenM1～1.1GHz程度）となるにょ。
CPU単体ではそのレベルだけど実際にHD動画を再生する場合にはメモリ帯域がかなり重要
となるのでチップセットを考慮すれば855GM＋PenM（Banias）を上回ることが多いのでは
ないかと思われるにょ。

8月11日のR5（CoreSolo1.2GHz）の動画再生テストは予想以上の結果を出してくれたの
だけどR3（Dothan1.1GHz＋855GME）はR2（Banias1GHz＋855GM）の1.4倍、R5はR3の1.3倍
程度の性能ということでR5はR2の1.8倍程度の動画再生性能となるにょ。
Atom N270の動画再生性能は私はR2とR3の間くらいと考えているにょ。
CPU単体での性能は実アプリではマルチスレッドに特化されたものでもPenM（Banias）
1GHzをわずかに上回る程度だし、チップセット性能を考慮しても1.4倍になるなんてことは
ないにょ。
もしも、そうなるのであればR5の性能はクロックを加味すればR3の1.5倍以上になって
しまうからね。
Atom搭載ネットブックを使用しているユーザーのレスを見ても720pの動画ならば何とか
再生可能でYouTubeのHD動画はカクカクで視聴に耐えられないという人が大半であるため
Banias1GHzのR2とは大差はないレベルだと思われるにょ。
720pの動画が普通に再生できるためのボーダーラインは私の過去の実験結果からBanias
1GHz程度（よほど重い動画でコマ落ちする程度）だし、Dothan搭載のR3だとYouTubeのHDは
IE上で再生してもそこそこ見れるレベルになるからね。

しかし、大阪でかえるさんが持っていたAtom搭載のEeePCで720pの動画（8月11日に
書いたもの）を再生してみたらCPU使用率40～50％程度で再生できたにょ。
このCPU使用率はCoreSolo搭載のR5よりも低いにょ。
そのCPU使用率であれば1080pも再生できそうだけど再生してみればはカクカクどころか
紙芝居状態にょ。
この720pの動画再生のCPU使用率だけを見れば性能はCoreSolo＜Atomなんだけどそれが
どうも納得できなかったにょ。
R5では1080pのH.264はコマ落ちはするもののそれなりに再生できていたのを考えれば
720pのCPU使用率と1080pの再生具合の整合性がとれないからね。
R5はGOM、EeePCはVLCということでプレイヤーが異なるので単純比較はできない（H.264は
デコーダーによって大きく変わってくる）とはいえ、VLCは同じコーデックであっても
720pなら軽いけど1080pならば急に重くなるなんて聞いたことがないにょ。

R5に搭載のCoreSolo1.2GHzはCPUのコア性能ではAtom1.6GHzを確実に上回り、R2やR3の
ようにチップセット性能やメモリ帯域でハンデはないためにトータルの動画再生性能で
Atomが上回るはずはないにょ。
しかし、CPU使用率ではAtomの方がCoreSoloよりも低くなったというのは事実にょ。
H.264の再生におけるCPU使用率はVLCよりGOMの方が有利であるために余計不可解にょ。
とはいえ、よく見るとAtom搭載のEeePCはこれだけ低いCPU使用率の割りに720pの再生時に
私の目ではコマ落ちしているように見えたにょ。

マルチコア（HTTのような論理マルチを含む）ではタスクマネージャでは各CPUごとの
使用率のグラフとその合計使用率の数値が表示されているけどこの数値が曲者となって
いるにょ。
複数のアプリを同時使用した場合にマルチコアCPUはシングルコアCPUとは比較にならない
くらい快適なものになるとはいえ単一アプリではそのアプリがまずはマルチスレッドに
対応してないと性能はシングルコアと変わらないからね。
つまり、同クロックのCore2SoloとCore2Duoは実行速度は同じということにょ。
しかし、CPU使用率はCore2Soloでは最大100％、Core2Duoでは最大50％となるにょ。
これを見て分かるようにそのマルチスレッド非対応のアプリを動作させた場合CPU
使用率から逆算してCore2DuoはCore2Soloの2倍の性能があるなんて言えないにょ。
そのアプリを2つ同時実行すれば2倍の性能と言えなくはないけどそれはアプリの実行
速度が速くなるわけではないので意味がないにょ。
つまり、CPU使用率で実効性能の比較が可能なのはシングルコア同士もしくはコア数に
完全に比例するようなスコアが出るベンチに限られるにょ。

それを踏まえてAtomを見てみるとAtom N270はあくまでシングルコアCPUであり論理的な
デュアルCPUということで両方のCPUを100％使うなんて不可能にょ。（AtomのHTTに
1.2倍の効果があると想定すれば論理CPUを60％ずつ使ったらCPU負荷は100％になる）
物理的なマルチコアCPUでさえ単一アプリで100％使い切るのは難しいのに最初から使う
ことが不可能なAtomの場合はCPU使用率という指標はよく考えてみれば何の役にも立たな
かったにょ。
CPU使用率というのは低い方が高性能と上記では書いたけどこれはシングルコアCPUに
おいてのみ言える話であって、しかも動画再生など単位時間当たりの処理量に上限がある
場合にのみ当てはまるにょ。（ゲームならばフレームレートに上限設定がある場合に
その上限に低いCPU使用率で達した場合に高性能なCPUといえる）

マルチコアCPUにおいてはCPU使用率が低いことが必ずしも良いことではなくCPU使用率
100％に達するアプリがあってこそ初めてマルチコアCPUの本領を発揮できるにょ。
CPU使用率が低いことが高性能とは言えないということを考察している人も結構いるにょ。
http://www.ne.jp/asahi/comp/tarusan/main211.htm
CPU使用率が低い＝CPUが遊んでいるというだけだからね。
人間において職場で「俺は実力の30％しか出してないぜ。100％出せばこんなものでは
ない」と言って遊んでいる人と実力をほとんど出し切っても前述の遊んでいる人より
少し高い程度の実績しか上げられない人を比べると結局は実績が高い人の方が有用で
潜在能力の高さは関係ないにょ。
それと同じく4コア、8コアとCPUのコア数が増えて潜在能力が高くなってもそれを生かす
アプリがないとコア数だけ多くなっても意味がないからね。
シングルスレッド性能を落としての多コア化はPC用途においてはメリットよりも
デメリットの方が多くなってしまうにょ。

Atomに話を戻すと基本的にAtomはシングルコアなのでHTTがONの場合は、マルチスレッド
非対応アプリではCPU使用率50％程度で限界となり、マルチスレッド対応アプリであっても
空いた演算基の分しか性能が向上しないために物理的なデュアルコアとは異なり50％を
大きく越えることは無理ということになるにょ。
仮にHTT搭載によってマルチスレッド対応の動画再生ソフトで実効1.2倍の性能になると
仮定すれば実質的にはCPU使用率60％付近で限界が来ることになるにょ。
そう考えれば、CPU使用率40～50程度のAtomは実際にはCPU性能の半分程度しか使ってない
というわけではないにょ。
実効1.2倍になっても常に1.2倍の性能というわけではないわけだし、物理的にはシングル
コアである以上はCPU使用率が50％を越えた時点で徐々にコマ落ちが見られるようになる
ため低いCPU使用率であっても私の目ではコマ落ちしているように見えたというのは
このようなものが原因ではないかと思われるにょ。
つまり、720p（H.264）の動画再生でCPUに余裕がほとんどない（部分的には性能不足）
ということで、1080pの動画再生で紙芝居状態になったのはこれですべて説明がつくにょ。

CPU使用率というのは実効的ピーク性能の何％を使っているという計算に基づいたもの
ではない以上はシングルコアCPU同士以外ではCPU使用率の比較はあまり意味がないにょ。
しかも、実効性能なんてアプリによってどんどん変わってくるからね。
マルチスレッド対応のアプリでもマルチコアCPUでCPU使用率100％なんて無理にょ。
それでもデュアルコアCPU使用時で50％のCPU使用率であれば50％の空きがあるために
他の処理も平行して行うことが可能になるため有利なのは間違いないためコア数が多く
てもそれを生かせるようなアプリがないから無意味だとは一概にはいえないにょ。
Atomにおいてもそれは言え、単純演算を行うようなものであればHTTによって最大1.6倍
程度になるためにSuper πを2つ同時実行しても2割程度の速度ダウンで済むにょ。
シングルコアCPUであれば2つ同時実行すれば速度は半減してしまうことを考えれば
HTTの効果はそれなりに大きいのではないかと思われるにょ。