パソコン関連

CPUとは?【自作PCシリーズ:CPUって何?】

こんにちは、イケッチです。

このページでは、PCで使用される「CPU(Central Processing Unit)」の説明していきます。

今や世界を動かしている、PCの頭脳と言われる部位「CPU」。

簡単に説明すると「様々な演算処理や制御を行うPC内で最も重要なパソコンパーツ」だ。

今回はその「CPU」を詳しく説明していきたい。

「CPU」とは

CPUって?

CPU = Central Processing Unitの略で、中央演算装置と呼ばれるパソコンを動かすための部品を「CPU」と呼ぶ。

別名で「プロセッサー」とも呼ばれている。

先ほど簡単に説明したが「様々な演算処理や制御を行うPC内で最も重要なパソコンパーツ」だ。

つまり「計算」と「操作」を行う超重要部位だ。

この演算処理と制御の速度が早ければ早いほど高性能なCPUと言える。

ちなみにこの「CPU」、時代と共に、かなりの速度で進化してきている。

どうやって作られてるの?

CPUは「金属シリコン」から出来ている。

以下の写真のようなインゴットから、専用のブレードで薄く切り出したシリコン円盤を作り出す。

その大きなシリコン円盤に対して電気的特性を持った素子を作って、「配線」「回路」「チップ」を作り出している。

そうしてできたシリコン円盤を四角に切り出して、「CPU」が完成する。

ちなみにシリコン円盤の中心が、品質が高いCPUになり。
外側に行けば行くほど、CPUの性能が低くなる傾向にある。

CPUを製造してる会社

CPUの製造メーカーは「intel」と「AMD」が有名なのでこの2社を紹介
(有名というよりほとんどこの2社がシェアを独占してます)

Intel(インテル)


インテルは、アメリカ合衆国カリフォルニア州に本社を置く半導体素子メーカーだ。
社名の由来はIntegrated Electronicsから来ている。
2008年から発売されているCPU「Core iシリーズ」が有名だ。

AMD(エーエムディー)


AMD(アドバンスト・マイクロ・デバイセズ) は、アメリカの半導体製造会社だ。
シリコンバレーのスタートアップ企業として1969年に設立された。
2017年から発売されたCPU「Ryzen」が有名

細かい関連単語

クロック周波数

CPUのデータ処理スピードの値を「クロック周波数」と呼ぶ。

パソコンの世界は「0」と「1」の数値(電気信号)しか存在せず、この「0」と「1」を高速で切り替えながら演算処理をしている。
つまり、この切り替え作業が早いほど性能が良いCPUだ。

単位として「Hz(ヘルツ)」が使用されている。(現在の主流は「GHz)

単位 内容
1Hz(ヘルツ) 1秒あたり1回
1KHz(キロヘルツ) 1秒あたり1000回
1MHz(メガヘルツ) 1秒あたり100万回
1GHz(ギガヘルツ) 1秒あたり10億回

2000年〜2008年の間は
「クロック周波数 = CPUの処理性能」っと覚えておいて問題なかったのですが。。。。

2008年〜2020年現在
「クロック周波数は1つの目安にすぎない」っと言われています。
実はこの10年、クロック周波数は大きな進化を遂げておらず、3.5GHz~台が平均になってきています。

つまり現在は、シングルCPUの性能が頭打ちになりつつあるということです。

コア/スレッド

CPUの中に処理ユニットを何個入れているかを示した数値「コア/スレッド」と呼ぶ。

シングルCPUのクロック性能が頭打ちになってきた近年、CPUの性能をさらに上げるために開発されたのが、「コア/スレッド」システムです。

イメージで言えば、1つのCPUの中に「3.5GHz~のクロック周波数を持ったCPU」を複数入れる。っということです。

8コア/16スレッドなら「3.5GHz~クロック周波数を持ったCPU」を8個、1つのCPUに詰め込んだ、っということだ。

つまり、最近は「基本的にCPUのコア数が多ければ多いほど性能がアップする」っと認識でいい。

プロセスルール

CPUを製造する際に、シリコン円盤に対して回路転写するのだが、そのレーザー(回路)の幅をプロセスルールと読んでいる。

単純にいうと「レーザー(回路)の太さ」だ。

2020年現在、intelとAMDでレーザー(回路)の太さが異なる。

・ intelは「14nm(ナノメータ)」プロセス
・ AMDは「7nm(ナノメータ)」プロセス

CPUの大きさが決まっている以上、いかに細いレーザーで回路を刻み込むことができるかが、CPUの性能アップの鍵となる。
なのでプロセスルールは小さいほど良い。

TDP

消費電力のことだ。

ちなみにプロセスルールが細かくなればなるほど、TDP(消費電力)が小さくなる傾向にある。

CPUの性能が高いとどうなるの?

多くのソフトウェアを立ち上げても安定する

これはコア/スレッドの多さが勝負になってくる項目だ。

エクセル・インターネットなど、様々なソフウェアを立ち上げて作業していると、CPUに多くの負担がかかる。
負担がかかればかかるほどパソコンは重くなり処理が遅くなってしまう。

それは解消するためにコア・スレッドをより多いものにすることで快適な処理が可能となる。
もちろん、クロック周波数も高ければ高いほど有利だ。

処理能力が高くなる

全てのソフトウェアに対して処理速度が速くなります。

これは「クロック周波数」と「コア/スレッド」に影響があり、両方の数値が高ければ高いほど処理速度が速くなります。

ただし、CADなどのソフトは「クロック周波数」のみに依存しているので、「コア/スレッド」に影響しないものもあります。

まとめ

ここまでいろいろ書いてきたが最後に簡単にまとめておこう。

【CPUとは】
・様々な演算処理や制御を行うPC内で最も重要なパソコンパーツ
・「クロック周波数」と「コア/スレッド数」によって性能が変化する。
・パソコンの性能を上げるならまずはCPUから

いかがだっただろうか?
CPUがどんなものか理解してもらえただろうか?

少しでもお役に立てれば嬉しい。

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