LLM動かすならIntel?AMD? AVX512の対応状況で比較してみた

はじめに

ローカルLLMを動かす際、GPU性能に注目が集まりがちですが、実はCPUの命令セット、特にAVX-512の対応状況が推論速度に大きく影響します。

しかし、Intelは第12世代Core（Alder Lake）以降、E-coreの導入に伴いAVX-512を事実上封印。一方でAMDは積極的に対応を進めています。

本記事では、ローカルLLM運用におけるIntelとAMDのCPU選択について、AVX-512の対応状況を中心に詳しく解説します。

AVX-512とは？なぜLLMで重要 なのか

AVX-512の基本

AVX-512（Advanced Vector Extensions 512）は、512ビット幅のSIMD命令セットです。

• 従来のAVX2：256ビット幅
• AVX-512：512ビット幅（2倍）

理論上、一度に処理できるデータ量が2倍になるため、行列演算が中心のLLM推論で大幅な高速化が期待できます。

LLMでのAVX-512の効果

実測では、AVX-512対応CPUは推論速度が20〜40%向上することが報告されています。

特に以下のようなケースで効果を発揮：

• CPU推論：GPUなしでの実行
• 量子化モデル：INT8やINT4での計算
• 大規模バッチ処理：複数プロンプトの同時処理
• llama.cpp系ツール：OllamaやLM Studioなど

Intelの現状：AVX-512封印の経緯

第10〜11世代：AVX-512の黄金期

対応CPU例：

• Core i9-10900K（Comet Lake）
• Core i9-11900K（Rocket Lake）
• Xeon W-1300シリーズ

この世代ではAVX-512が全コアでフル活用でき、LLM推論のパフォーマンスは良好でした。

第12世代以降：E-coreの導入とAVX-512の封印

**Alder Lake（第12世代）**から、Intelはハイブリッドアーキテクチャを採用：

• P-core（Performance core）：高性能コア
• E-core（Efficient core）：省電力コア

問題点：

• E-coreはAVX-512に非対応
• P-coreは物理的に対応しているが、E-coreとの互換性のためBIOS側で無効化
• ユーザーがBIOS設定でE-coreを完全無効化すれば、一部マザーボードでAVX-512を有効化可能（非公式）

第13〜14世代：完全に無効化

**Raptor Lake（第13〜14世代）**では：

• P-core自体からAVX-512ユニットが物理的に削除
• BIOS設定による有効化も不可能

対象CPU：

• Core i9-13900K / 14900K
• Core i7-13700K / 14700K
• など全ての第13〜14世代

Arrow Lake（第15世代）とLunar Lake

2024年末登場の**Core Ultra（第15世代）**でも：

• Arrow Lake（デスクトップ）：AVX-512非対応
• Lunar Lake（モバイル）：AVX-512非対応

Intelは今後もハイブリッドアーキテクチャを継続予定のため、一般向けCPUでのAVX-512復活は期待薄です。

AMDの現状：積極的なAVX-512対応

Zen 4世代から正式対応

AMDはZen 4アーキテクチャ（2022年発売）からAVX-512を正式サポート。

対応CPU：

• Ryzen 7000シリーズ（デスクトップ）
  • Ryzen 9 7950X / 7900X
  • Ryzen 7 7700X
  • Ryzen 5 7600X
• Ryzen 9000シリーズ（Zen 5、2024年〜）
  • Ryzen 9 9950X / 9900X
  • Ryzen 7 9700X
  • Ryzen 5 9600X
• EPYC 9004シリーズ（サーバー向け）
  • EPYC 9654 / 9554など

AMDのAVX-512実装の特徴

• 全コアで対応：P-core/E-coreの区別なし
• ダブルポンプ方式：物理的には256ビット幅を2サイクルで処理
• 電力効率：Intelの初期実装より発熱が少ない

実測では、理論性能はIntelの純正AVX-512に劣るものの、実用上は十分な性能を発揮します。

ベンチマーク：LLM推論速度の実測比較

テスト環境

モデル：Llama 2 7B（Q4_K_M量子化）

ツール：llama.cpp

条件：CPU推論（GPU不使用）

結果

ポイント：

• AVX-512非対応のCore i9-13900Kは、世代が古いi9-11900Kより約26%遅い
• Ryzen 9 7950XはAVX-512対応により、第13世代Intelより約26%高速
• 最新のRyzen 9 9950Xは全CPUの中で最速

実際の選択：LLM用途でのCPU推奨モデル

新規購入なら：AMD Ryzen 7000/9000シリーズ

おすすめモデル：

1. Ryzen 9 9950X（16コア/32スレッド）

• 最高性能
• 価格：約9万円
• 用途：ヘビーユーザー向け

2. Ryzen 9 7950X（16コア/32スレッド）

• 高コスパ
• 価格：約6万円（値下がり中）
• 用途：バランス重視

3. Ryzen 7 9700X（8コア/16スレッド）

• 予算重視
• 価格：約4.5万円
• 用途：小〜中規模モデル

メリット：

• AVX-512完全対応
• PCI-E 5.0対応（将来のGPU拡張に有利）
• DDR5メモリ対応
• 発熱も比較的低い

既存環境なら：Intelの選択肢

第10〜11世代を活用：

中古市場で探すなら：

• Core i9-11900K（約3万円）
• Core i9-10900K（約2.5万円）
• Xeon W-1390（約4万円、サーバーグレード）

第12世代でのハック（非推奨）：

一部のマザーボードでは、BIOS設定で：

1. E-coreを完全無効化
2. 隠し設定でAVX-512を有効化

可能なケースもありますが、メーカー非公式・保証対象外です。

第13世代以降Intel CPUは避けるべきか？

LLM推論のみを重視するなら：

• 新規購入ではAMDを推奨

ただし、以下の場合はIntelも選択肢：

• GPUメインで推論（CPUの影響は限定的）
• ゲーミング性能も重視（Intelが若干有利）
• Intel特有の機能が必要（QuickSyncなど）

Xeonという選択肢

Xeon W シリーズ

AVX-512対応Xeon：

• Xeon W-1300シリーズ（第11世代ベース）
• Xeon W-2400シリーズ（Sapphire Rapids）
• Xeon W-3400シリーズ（Sapphire Rapids）

メリット：

• ECC メモリ対応（データ信頼性）
• 大容量メモリ（最大2TB）
• 長時間の安定動作

デメリット：

• 高価（10万円〜）
• クロック周波数が低め
• 対応マザーボードが高い

EPYC（サーバー向けAMD）

Zen 4ベースEPYC 9004：

• 最大96コア/192スレッド
• AVX-512対応
• 圧倒的なメモリ帯域

現実的な選択肢ではないが、中古で旧世代EPYCが安く出回ることも。

実践的な設定：AVX-512の活用

llama.cppでの確認

# AVX-512が使用されているか確認
./llama-cli --version

# 出力例（AVX-512対応時）
AVX = 1 | AVX2 = 1 | AVX512 = 1 | AVX512_VBMI = 1 | AVX512_VNNI = 1

Ollamaでの最適化

Ollamaは自動でAVX-512を検出・使用しますが、手動で確認：

# システム情報表示
ollama show --system

# ログで "AVX512" が表示されればOK

量子化形式の選択

AVX-512環境では、INT8量子化が特に高速：

# Q8_0（INT8量子化）モデルの使用
ollama run llama3.2:7b-q8_0

Q4やQ5より精度が高く、AVX-512の恩恵を最大限受けられます。

まとめ：2025年のLLM用CPU選択指針

明確な結論

新規購入で迷ったら → AMD Ryzen 9000シリーズ

理由：

1. AVX-512完全対応
2. 最新アーキテクチャ（Zen 5）
3. 価格対性能比が優秀
4. 将来性も高い

CPUアーキテクチャ別推奨度

シチュエーション別推奨

完全CPU推論を想定（GPU不使用）：

→ AMD Ryzen 9 7950X / 9950X

GPU併用が前提：

→ Intel/AMDどちらでも可（GPUがボトルネック）

予算最重視：

→ 中古でCore i9-11900K / Ryzen 9 7900X

サーバー用途：

→ Xeon W / EPYC（ECC必須なら）

今後の展望

IntelのAVX-512復活はあるか？

現時点では期待薄です。

• ハイブリッドアーキテクチャは継続
• モバイル向けの省電力重視
• サーバー向けXeonでは対応継続

ただし、AI PC市場の拡大で、専用NPUの搭載が進んでおり、AVX-512の重要性自体が相対的に低下する可能性も。

AMDの優位性は続くか

少なくとも2026年まではAMD有利が続くと予想：

• Zen 6（2025年後半？）もAVX-512対応見込み
• 3D V-Cache搭載モデルの拡充
• データセンター向けでもシェア拡大中

参考情報

CPU情報の確認コマンド（Linux）：

# AVX-512対応確認
lscpu | grep avx512

# または
cat /proc/cpuinfo | grep avx512

Windows（PowerShell）：

Get-CimInstance Win32_Processor | Select-Object Name, Description

より詳細な確認には、CPU-ZやHWiNFOなどのツールが便利です。

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結論：ローカルLLMを本格的に運用するなら、2025年現在はAMD Ryzen 7000/9000シリーズが最適解です。IntelのAVX-512封印は残念ですが、これが現実。賢く選んで、快適なローカルAIライフを！