VIA C3

VIA C3 / Cyrix III

VIA C3（ヴィアシースリー）は、台湾のVIA Technologies社が開発したx86アーキテクチャのCPUです。このCPUは、かつてCyrix III（サイリックススリー）という名前で販売されていました。C3とCyrix IIIの両方とも、VIAがIDTから買収したWinChipシリーズの設計を行っていたセントールテクノロジーのコアをベースにしています。2005年には、後継製品としてVIA C7が発表されました。

この文章では、VIA C3とVIA Cyrix IIIについて詳しく解説します。

Cyrix III

Cyrix IIIは、VIAが2000年に発表した初のCPU製品です。当初、VIAはナショナルセミコンダクターから買収したCyrixチームが設計したJoshuaコア搭載製品を発表する予定でしたが、実際に発売されたのは、同じくIDTから買収したCentaurチームによるSamuelコア搭載製品でした。WinChipシリーズをベースにしながらもCyrixブランドを引き継いだ理由として、VIAはCPUメーカーとしての実績があるCyrixブランドを活用するためだと説明しました。

Cyrix IIIはローエンドPC市場をターゲットとしており、当初はx86CPU市場で10%のシェア獲得を目指していましたが、大手PCメーカーでの採用には至りませんでした。後にSamuel2コア搭載製品以降はC3ブランドに変更され、Cyrix IIIのブランドは終了しました。

Samuel (C5A)

Samuel（サミュエル）は、WinChip 4コアをベースに開発され、VIAが最初に市場に投入したCPUコアです。後に投入されたSamuel2と区別するため、Samuel1コアと呼ばれることもあります。

SamuelはL2キャッシュを搭載しておらず、浮動小数点演算装置 (FPU) は動作クロックの半分の周波数で動作していました。また、3DNow!というマルチメディア拡張命令をサポートしていましたが、MMXユニットでMMX命令と3DNow!命令を処理していたため、同時にどちらか一方の命令しか処理できませんでした。これらの理由から、コア全体の性能は競合製品に劣っていました。

製造プロセスは0.18μmで、トランジスタ数が少なくダイサイズが小さかったため、ワイヤーボンディングを採用しても安価で低消費電力を実現できました。省電力技術のLong Haulもサポートしていました。

Samuelコアを搭載したCPUは当初Cyrix IIIブランドで販売されていましたが、後にVIA C3として販売されるようになりました。

Joshua

Joshua（ヨシュア）は、Gobiコアをベースに開発されていたCPUコアです。ナショナルセミコンダクターの0.18μmプロセスで製造され、2.2Vのコア電圧で動作しました。7段のパイプラインに加え、64KBのL1キャッシュと256KBのL2キャッシュを搭載し、3DNow!をサポートしていました。

対応プラットフォームはFSB133MHzのSocket 370互換で、性能指標は実クロックではなくPRレートを採用する予定でした。しかし、Joshuaはキャンセルされ、正式な発表はされていません。その理由として、Cyrixチームの大量離職や、実クロックの高い製品を望んだVIAの戦略などが噂されています。

C3

C3は、VIAが2001年に発表したCPU製品で、Cyrix IIIの後継製品であり、VIA Cシリーズの最初のモデルです。Cyrix IIIの特徴をほぼ引き継ぎながらも、コアの改良による基本性能の向上、低発熱・低消費電力、Mini-ITXプラットフォームでの採用により、自作PC市場と組み込み市場で一定の評価を得ました。

C3は2006年 3月、インテルとのP6バスライセンス契約が完了したことに伴い製造終了し、後継製品としてVIA独自のV4バスを採用したC7に移行しました。

C3のアピールポイントとして、「Cool Processing」というキャッチコピーが使われていました。

Samuel2 (C5B)

Samuel2（サミュエルツー）は、Samuelを0.15μmにシュリンクし、64KBのL2キャッシュを追加した製品です。LongHaulもv2に改良されています。従来のCyrix IIIでは3.0倍から8.0倍までの動作倍率設定しかありませんでしたが、C3では最高12.0倍まで引き上げられました。

追加されたL2キャッシュは小容量ながらもL1キャッシュとの排他式であるため、Celeronと比較して高効率で使用できました。これにより、整数演算を多用するオフィス系のアプリケーションでは競合製品に対抗できるようになりました。しかし、半分のクロック周波数で動作するFPUは変わらず、全体の性能は競合製品に及びませんでした。

VIAはこのSamuel2の製品投入の頃にブランド名をC3に変更しました。ただし、当初はCyrix IIIというブランド名で販売され、後にC3のブランド名が使用されるようになりました。

Ezra (C5C)

Ezra（エズラ）は、Samuel2の製造プロセスを0.13μmにシュリンクした製品です。微細化によりコア電圧が1.35Vに引き下げられ、動作クロックが向上しました。ダイサイズはSamuel2から変更されていません。

大きな変更点がないため、名称はSamuel2(C5B)からEzra(C5C)に変更されたにもかかわらず、CPUIDはSamuel2が670、Ezraが678で、MODEL IDは7のままで、STEPPING IDのみ0から8に変更されました。

菓子箱をデザインしたリテールパッケージが販売され、話題になりました。

Ezra-T (C5M/C5N)

Ezra-T（エズラ・ティー）は、Ezraのシステムバスを[Pentium III]で採用されているAGTLに対応させた製品です。CPGAパッケージの製品では表面にキャパシタが追加されました。

内部的にはLongHaulもバージョンアップしており、新たに追加されたMSR 0x110Aを使った新機能はPowerSaverと名付けられました。設定可能なBFが4bitから5bitに拡張され、最高で16.0倍まで動作倍率の設定が可能になりました。

Nehemiah

Nehemiah（ネヘミア、またはニアマイア）は、Samuelコアのマイナーチェンジを続けてきた従来製品から大幅に改良されたC3プロセッサのコアです。Nehemiahと呼称されるコアには複数のモデルが存在します。

2018年に脆弱性が発見されましたが、組み込み機器としての利用が主流であり、影響は限定的とされています。

C5XL

C5XLはNehamiahコアとして最初に投入された製品で、以下の変更点があります。

パイプラインステージ数を12から16に増加
FPUのフルスピード化
3DNow!のサポートを廃止し、SSEユニットを搭載。これによりMMXとSSEの同時処理が可能に。
L2キャッシュを4ウェイセットアソシエイティブから16ウェイセットアソシエイティブに変更
2つのハードウェア乱数発生器を追加
Ezra-TまでのコアがサポートしていなかったCMOV命令を追加し、i686完全互換化。
従来のLongHaulとの互換性を廃止し、省電力機能はPowerSaverに一本化。動作倍率の設定は最低4.0倍に。
CPGAパッケージの製品ではキャパシタが追加され、ロゴデザインも変更された。

C5P

C5PはC5XLの改良モデルで、以下の点が改良されています。

APICに対応し、デュアルCPUが可能に。VIAからはNehemiahを2個搭載した製品も発売。
200MHz FSBをサポート
ハードウェアAES高速化機能Pad Lockをサポート
コア電圧を0.90 - 1.00に引き下げ
ダイサイズ47mm2のBGAパッケージ
パッケージサイズが15mm×15mmのnanoBGAパッケージ

C5X

VIAは当初、Nehemiah世代のC3の上位モデルとしてC5Xの投入も予定していましたが、キャンセルされました。

派生品

Eden / C3-E

Eden（エデン）およびC3-E（シースリー・イー）は、BGAパッケージを採用した組み込み向けのブランド名です。コア自体はC3プロセッサと同等ですが、ファンレスのものを特にEdenプロセッサと呼んでいます。Edenブランドは、C3後継のC7コアを用いた組み込み向けファンレス製品にも使用されています。

Cyrix III Mobile

Cyrix III Mobile（サイリックススリー・モバイル）は、SamuelコアのCyrix IIIをベースにしたモバイルCPUです。Socket 370を採用し、Long Haulによる省電力機能により消費電力の削減と小型化を実現したとされましたが、採用例は確認されていません。

Mobile C3

Mobile C3（モバイル・シースリー）は、EzraコアをベースにしたモバイルCPUです。デスクトップ向けと共通のSocket 370対応CPGAパッケージの製品の他に、EBGAパッケージおよびMicroPGAパッケージの製品が存在します。一部の台湾メーカー製ノートPCで採用されました。

Antaur / C3-M

Antaur（アンター）は、C5XL NehemiahをベースにしたモバイルCPUです。高さを1.5mmに抑えたEBGAパッケージで、省電力技術PowerSave 2.0を搭載し、TDPは11Wです。一部の台湾メーカー製ノートPCで採用されました。Antaurは2005年にC3-M（シースリー・エム）に改称されました。

CoreFusion

CoreFusion（コアフュージョン）は、C3プロセッサとノースブリッジを統合したワンチップ製品です。パフォーマンスは高くないものの、サイズや重量、消費電力を重視する市場向けの製品です。

1Giga Pro

1Giga Pro（ワンギガ・プロ）は、PC Chipsのマザーボードに搭載されていたEBGA版Samuel2コアC3のOEM版CPUです。1GHzとネーミングされていますが、実際には733MHzで駆動しています。

Cyrix III / C3 シリーズの設計思想

Cyrix IIIおよびC3は、競合製品よりも絶対的な性能やクロックでは劣りますが、小型で安価に製造でき、省電力であることが特徴です。これにより、組み込みシステム市場で競争力を持ちました。

メモリ性能を重視し、大きなL1キャッシュとTLB、積極的なプリフェッチを実装しています。クロック周波数を上げる代わりに、アウト・オブ・オーダー実行のような複雑な機能は実装していません。これにより、ダイサイズの削減と消費電力の抑制を図っています。よく使われるx86命令は1クロックで実行できるように調整されています。

C3/Cyrix IIIは互換CPUでありながら、Samuel2コア以降ではL1より少ないL2キャッシュを搭載するという、Intel純正CPUにはない構成を採用しています。BIOS上ではCovingtonコアのCeleronと似た状態として認識されることが多く、初期のコアはBIOS更新なしでも動作することが多かったものの、後期のコアでは対応マザーボードが必要になりました。

Cyrix III / C3 シリーズの採用例

Cyrix IIIは小規模PCメーカーの低価格機種に採用されましたが、大規模な採用例はVIA自身も発表しておらず、プロセッサ市場における存在感は薄かったです。C3になってからも大手メーカーのPC製品には採用されませんでしたが、ウォルマートやイーヤマなどの量販系企業の低価格PCに採用され、ある程度の存在感を示しました。

組み込み市場では、ソニーのブロードバンドルーターや富士通のシンクライアント、日立製作所のHDDビデオレコーダなどに採用されました。C3によって、VIAは大手メーカーとの採用実績を作り、CPUビジネスを軌道に乗せることに成功しました。

Cyrix III / C3 のエピソード

x86 CPU市場への新規参入であるVIAは、他社製品ではあまり見られないユニークな動きがしばしばありました。

発表内容と製品仕様の違い

Cyrix IIIはCyrixチームのJoshuaコアを搭載した製品として発表されましたが、実際にはCentaurチームのSamuelコアが搭載されていました。
Samuel2コア搭載のC3はヒートスプレッダ無しのCPGAパッケージで発表されましたが、実際にはCyrix IIIと同じヒートスプレッダ付きのパッケージで、Cyrix IIIのマーキングがされていました。
Ezraコア搭載のC3 800AMHzはコア電圧1.30Vで発表されましたが、実際には1.35Vでした。また、正式なリテールパッケージにもかかわらず、初期ロットではエンジニアリングサンプル品が使用されていました。
Ezraコアの発表時、800MHzなど一部のクロックモデルでSamuel2とEzraが重複するため、Ezraコアの製品には800AMHzというようにクロックにAを付与して区別すると発表しましたが、実際にはSamuel2の800MHz版にも800AMHzの表記が使用され、区別が困難になりました。

その他

Cyrix III/C3はCyrixの流れの製品として紹介されることが多いですが、実際にはすべてCentaur設計のWinChipの流れを汲む製品です。
Ezraコア以降のパッケージでは裏面にブリッジが追加され、FSBやクロック倍率を自由に操作できました。
Ezraコアでは3種類の缶パッケージが存在します。最初は菓子缶をイメージした日本語版パッケージ、次によりシンプルな英語版パッケージ、そして2002 FIFAワールドカップをイメージした缶パッケージが存在しました。
組み込み向けEBGA製品は当初、ファンレス製品をEDEN、ファン冷却必要な製品をC3-Eとすると発表しましたが、市場ではどちらもEDENとして扱われることが多かった。
EzraコアのC3ではCPUクーラーを外した状態で負荷をかけ続けるデモムービーがWebで公開され、競合製品が数秒でフリーズしたのに対し、C3は24時間以上稼働を続けました。
最初に発売されたC5XL Nehemiah製品は、表面のキャパシタがEzra-Tより増加されていましたが、後にEzra-Tと同じに戻されました。

脆弱性

2018年8月、C3のNehemiahコアにおいてバックドアの脆弱性が発見されました。この脆弱性は、x86コアとは別の独自コプロセッサを操作する隠し命令セット「Alternative Instruction Set (AIS)」を利用したもので、権限昇格などの操作が可能になるものでした。この機能は本来デバッグやテスト目的で用意されたものでしたが、一般ユーザーには公開されていませんでした。

注釈

出典

外部リンク

* VIA - VIAのプロセッサ

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