つぶやく
2017/05/31 17:25連載
［COMPUTEX］西川善司の3DGE：GTX 1080搭載ノートPCの厚みを20mm未満にできる技術「Max-Q」とは一体なんぞや？
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ただ，これまで登場してきた「GeForce GTX 1080」搭載ノートPCは，明らかにほかのGPUを搭載するモデルと比べても分厚く，「筐体サイズを20mm未満にする」と言われても，にわかには信じがたいというのが正直なところではなかろうか。今回は，そんなMax-Qの正体を明らかにしてみたいと思う。
Max-Qとは何か？
「デスクトップPC向けとほぼ同じ性能を発揮できる」として，それまでよく使われていた接尾辞「M」なしで2016年夏に発表となった，ノートPC向けGeForce GTX 10シリーズ。それ以降，搭載ノートPCは各社から登場しているが，少なくともゲーマー向けモデルについて言えば，その多くは冷却能力を重視した結果，分厚く，かつ重いものとなっていた。Razerの「Razer Blade」やMSIの「GS」など一部の例外を除けば，ゲーマー向けノートPCというのは重厚長大なものが当たり前だったわけだ。
しかしこれは，気軽に持ち運びのできる薄型軽量ノートPCを好む，より一般的なユーザー層には，限られた製品しか訴求できないことを示す。分厚くて重いゲーマー向けノートは，一般的なユーザーの選択肢に入らないわけだ。
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基調講演に登壇したNVIDIAのJensen Huang（ジェンスン・フアン）社長兼CEOは，ASUSTeK Computer製のMax-Q採用ノートPC「ROG Zephyrus」を披露し，「GeForce GTX 880M」時代のゲーマー向けハイエンドノートPCと比較したうえで，「こんなに薄くて軽いのに，性能は3倍ある」と，その性能をアピールしていた。
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また，単純な技術面だけの話をするならMax-Qを第2世代MaxwellベースのGeForceと組み合わせることも可能だが，「それをあえてやる意味はないため，やらない」そうだ。
NVIDIA AI Forumの展示コーナーには，GeForce GTX 1070を搭載するClevoの「P950HR」などが並び，実際にゲームをプレイできるようになっていた。
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では，NVIDIAはMax-Qで，いかにしてノートPCの薄型化を実現したのだろうか？
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種も仕掛けもない「普通の」ノートPC向けGPUを採用するMax-Q
薄型ノートPCを実現と聞いて，真っ先に思い浮かぶ疑問は，「一般的なゲーマー向けノートPCで採用されるGPUと，Max-Qが採用するGPUは同じものなのか？」というものだ。たとえば，「より低電圧で駆動できる選別品のGPU」を採用すれば，製造コストは跳ね上がるものの，従来より薄くすることは可能だろう。
この質問をそのままぶつけたところ，NVIDIAでGeForce製品のマーケティングを担当するGaurav Agarwal（ガラフ・アガーワル）氏からは，「物理的に同一チップだ。選別品ではない」という回答が得られた。
では，「普通の」ノートPC向けGPUを用いながら，いかにしてMax-Qを実現するのか。
GPUは，一定の電圧とクロックで駆動されるものだが，これらを引き上げれば，さらに高い性能を引き出せることもある。最近のGeForceだと，ベースクロックとは別にブーストクロックという設定があるが，まさにこのブーストクロックこそが，電圧やクロックを引き上げた動作モードである。
しかし，「実際には，半導体プロセッサが最も効率よく動作できる電圧とクロックは，ベースおよびブーストクロック（の関係性）とは別のところにある」とAgarwal氏は言う。
ブーストクロックの概念を思い出すと，NVIDIAの設定するブーストクロックは「最大クロック」ではない。「安定して動作でき，すべての個体で確実にクリアできる，動作クロック引き上げ状態」である。つまり，仕様として謳える，最も安全な値になっているのだ。
同様に，「消費電力と発熱を最小限にしつつ，その中で最大の性能を引き出せる設定ポイント」は，ベースおよびブーストクロックの関係とは別にあり，そのポイントを利用するのがMax-Qの本質ということになる。
ぶっちゃけて言ってしまえば，「GPUが持つ最大性能を引き出すのは最初から諦めて，ターゲットとなる消費電力と，その制約下における最大性能を狙う」のがMax-Qだ。
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一般的なGeForceにおける動作モードを「標準モード」と表現したとき，Max-QはGPUを「Max-Qモード」で動作させるイメージである。
では，Max-Qモードでは具体的にどの程度の性能を諦めているのだろうか。それを示したのが下の表である。薄い黄色のセルは，Max-Qモードで動作させた場合の仕様だ。
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たとえばGeForce GTX 1080だと，デスクトップPC向けモデルはベース1556MHz，
動作クロックに範囲があるのは，ノートPCメーカー側の筐体デザイン，より正確に言えばTDP（Thermal Design Power，熱設計消費電力）デザインによって，ある程度の幅が想定されるためだ。たとえば，ディスプレイを閉じたときの厚さを20mmにすることを諦めて，厚さ25mmを許容するなら，許容できる発熱量なども大きくなるので，より高いクロック，あるいはより高い消費電力を許容できる。より薄型を目指すのであれば「性能のあきらめ分」をさらに拡大する必要がある，というわけだ。
表に「TGP」（Total Graphics Power）という，見慣れない表現があるのに気付いた読者もいるだろう。これは，GPU単体が消費する消費電力を「Watt」（ワット）で示したものだ。GeForce GTX 1080の場合，デスクトップPC向けモデルだとTDPは150Wだが，Max-QモードではTGPが90〜110Wとなる。
Agarwal氏によると，Max-QベースのノートPCを開発する場合は，初期段階からNVIDIAとノートPCメーカーとで綿密に調整しながらデザイン設計を行い，スペックなどを決めていく必要があるとのことだった。
ただし，「大枠としての設計目標」は，「デスクトップPC向けグラフィックスカード製品に対して，性能の諦め分は約10％で，その代わり消費電力は約40％引き下げ，消費電力対性能効率は1.5倍」となっており，これをクリアするのがMax-Q対応製品になるそうだ。
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性能を下げて静音性を追求するWhisperModeもあり
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Whisper（ウイスパー）は「ささやき」という意味の英単語だが，ここから連想できるように，これはMax-Qモードに対して静音性まで追求した拡張動作モードに相当する。静音性の観点から，さらに多くの性能を諦めた動作モードという捉え方をするとイメージしやすいだろう。
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というのも，騒音レベルはユーザーがそのPCを使ったときに，頭部がどこにあるかで変わってくるからだという。ただ，ざっくりとした目安だと，「Max-Qモードは40dB，WhisperModeは32dBくらい」（Agarwal氏）だとのこと。
これを聞けば勘のいい読者は，動作音は動かすゲームのGPU負荷によって変わることに気付くかもしれない。
その場合はどうするのか。ここで出てくるのが「GeForce Experience」である。PCの動作モードがWhisperModeに切り替わると，GeForce Experienceは，PCにインストールされているゲームの「WhisperMode推奨設定」を読み出して適用するのだという。
ゲームごとの設定は，当該ゲームをプレイする人達がフレームレートを重視するのか映像品質を重視するのかに合わせて，丁寧に調整しているとのこと。ただし設定はお仕着せではなく，ユーザーがカスタマイズすることも許容しているそうだ。
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Max-QベースのノートPC，気になる価格は？
以上が，「Max-Qとはなんぞや」という疑問に対する解説になるのだが，気になるのは製品価格ではないだろうか。
基調講演ではHuang氏は，「Max-QベースのノートPCは，PlayStation 4 Proと比べて60％も性能が高い。しかもPlayStation 4 Proは本体だけだが，Max-QなノートPCならディスプレイパネルも備えている！」という，ジョークとも挑発とも取れる発言をしていたが，それならPlayStation 4 Proと戦える価格なのかといえば，「あり得ない」としか言いようがない。
この質問に対してAgarwal氏は，「NVIDIAはノートPCメーカーではないので，価格に関してはコメントする立場にない」とのことであった。私見を続けさせてもらうと，2016年夏以降にリリースされた「分厚くて重いゲーマー向けノートPC」と，同じGPUを搭載するMax-QベースのノートPCを比較した場合，価格が高くなることはあれど，安くなることはないはずだ。というのも，Max-QベースのノートPCは，筐体設計から内部冷却構造に至るまでNVIDIAとPCメーカーが手間暇かけて開発しているからで，当然，トータルでのコストは上がることになるだろう。
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おそらくノートPCメーカー側のブランディングにおいても，「よりハイクラスなモデル」という位置づけになると思われる。
 MSIの「GS63VR」は，型番からして既存のMSIデザイン……のはずなのだが，今回はMax-QノートPC入りしていた。従来からNVIDIAとの密な協力で開発していたということなのかもしれない。搭載PUはGeForce GTX 1070だ |
 本稿の序盤で名前だけ触れた，ClevoのP950HR。GS63VRと同じく，こちらもROG Zephyrusのような極端なキーボードレイアウトではない。ノートPCメーカーの側でも，性能を取るか普通の見た目を取るかで割れているようだ |
NVIDIAのMax-Q Design 公式Webページ（英語）
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