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CPUの基礎知識

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CPUの役割

CPUはCentral Processing Unit(中央演算装置)の略で、計算、処理、制御などを行う、コンピュータにとっては脳にあたる部分。


AMD A10 5800K

IntelかAMDか

CPUの製造メーカーといえばIntelとAMDが2強。実質この2社の争いである。

一般知名度では遥かにインテルの方が上。そのため、メーカーPCの高性能機はインテルのCPUを搭載したものが多い。

同性能で比べると、AMDの方が比較的安価。性能的には、一般的な用途ならどちらを選んでも間違いはない。

IntelのCPUにはCoreシリーズやPentium、廉価版のCeleronなどがある。
AMDはAシリーズやFXシリーズ、Phenomや廉価版のSempronなど。基本的に廉価版は2次キャッシュ容量が少なくなっている。キャッシュに関しては後述。

CPUの選び方

CPUの選択基準は処理速度と省電力性の2点。速度に関しては当然速いほど良い。

2万円も出せばそこそこ高性能な物が買えるだろうが、実際は一般用途ではそんなに高速な物は必要ない。CPUに高い処理速度が要求される用途と言えば画像処理や3Dゲーム、サーバーなどでの業務処理などが挙がるが、インターネットをしたりワード、エクセルといった用途であればそんなに速度は必要ない。

むしろ消費電力を抑えたCPUで省電力、低発熱、静音といった部分を追求する方が合理的。事実、最近はIntel、AMD共に省電力CPUに力を入れてきている。IntelであればPentiumM、AMDであればTurion64などがそれに当たる。省電力性は立派なCPU性能なのだ。

IntelかAMDかはこだわりがなければ好みで決めてしまって良い。一昔前は傾向として、Intelはクロック周波数をとにかく上げることによって高速化する方向、対してAMDはクロック周波数の絶対的数値よりも周波数単位あたりの効率を上げる方向で高速化する方向というところがあったが、最近はクロック数は頭打ちというか、クロック数はそこそこにコア数を増やして性能を稼いでいる。
場合によっては機能を重視してマザーボードを先に選んで、それに対応するCPUから選択するというのもよい。あるマザーボードにどうしても欲しい機能があるなんて事もあるかもしれないし。

CPU関連の基礎用語

クロック周波数
クロック周波数とは、単純にCPUの処理速度を表していると考えてよい。
一般にCPUの性能を決める要素としては最も重要視される傾向にある。単純に言うと、秒単位にどれだけの計算が出来るかを表した数字である。
ただ、実際にこのクロック周波数だけ見れば速度が分かるかというとそうでもなく、同じ周波数でも処理効率の違いにより速度に差が出るので一概には言えない。現在AMD系のCPUには、Athlon64 3000+といったようなモデルナンバーが付けられているが、実際のクロック周波数は2GHzであり、3000という数字はPentiumの3GHzと同等の速度であることを表している。だからPentiumとAMDを比較する場合は注意が必要。単位はHz(ヘルツ)
FSB
Front Side Busの略。ベースクロックとも呼び、マザーボードとのデータやりとりの伝送路の通信速度を表す。
つまり同じクロック周波数のCPUでも、FSBの数字が大きいほど処理速度が早くなる。FSBが高いほどCPUの性能を生かせるということ。ちなみに最近のAMDのCPUではメモリコントローラを内蔵しているため、このFSBという概念が無い。
単位はこれもHz(ヘルツ)
キャッシュ
キャッシュとはCPUの中に組み込まれた非常に高速なメモリのこと。
一般にメモリと呼ばれるパソコンのメインメモリはCPUの処理速度に対してアクセス速度が遅いため、CPUで処理された結果は一旦、CPUに内蔵された高速なキャッシュメモリにデータをためておき、メインメモリのアクセス回数を減らす役割をする。CPUには、より高速な1次キャッシュと多少速度は落ちるが大容量の2次キャッシュが組み込まれている。通常、スペックとして表示されるのは2次キャッシュの方。当然容量が大きいほど処理速度が速くなる。
単位はB(バイト)
ソケット形状
マザーボード上の、CPUが取り付けられる台座の部分のことをCPUソケットと呼ぶ。
CPUは数百本のピンが出ており、これをマザーボードのソケットに差し込むことでマザーボードと接続する。このピン数や並びの規格が複数あり、マザーボードもそれぞれ専用の物があるため、CPUを決定した時点である程度マザーボードの選択肢は絞られることになる。
Intelの現在の主流はsocket478で、Pentium4のほとんどがこれに当たる。最近登場したのがsocketLGA775というもので、最新のPentium4に採用されている。以前のタイプでは、Pentium4のsocket423やPentiumⅢのsocket370などがある。
AMDの最新はsocket939。他にsocket754やsocketAなどがある。
同じ名前のCPUでもソケット形状の異なるものが混在しており、互換性がないので注意が必要。ちなみにLGA775の端子はピンではなく平らな接点がたくさんあり、マザーボード側の突起のある接点と接触することによって接続される。従来のピン式であるPGAに対してLGAと呼ばれる。
TDP
Thermal Design Powerの略。熱設計電力という意味だが、簡単に言うと最大放熱量。
数値が大きいほど発熱量が多く、消費電力も高いと判断できる。
最近はCPUの性能として省電力性と低発熱性も重視される傾向にあり、数年前よりTDPという指標がスペックとして表に出てきだした。当初はTDP値の公表されていない製品もたくさん存在したが、最近は殆どの場合、CPUのスペックとしてTDPが公表されている。
消費電力が少ないという事は当然電気代の節約にもなるし、発熱量が少ないということは冷却が容易ということで、ファンの数を減らしたりすることで静粛性にも貢献する可能性のある、意味のある指標である。
単位はW(ワット)
コア数
コアとはCPUの中核となる部分で、演算を行う。1次キャッシュもここに含まれている。
近年は一つのCPUに複数のコアが存在するマルチコアCPUが主流。コアの数でデュアルコア(2コア)、クアッドコア(4コア)、ヘキサコア(6コア)などがあり、コア数が多いほど処理能力が高いといえる。
マルチコアでは複数の処理を同時に並行処理が行えるため、処理の高速化が見込める。
windowsはマルチタスクが特徴のOSだが、CPUは同時にひとつの処理しか行えない。そのためマルチタスクというのは、一つ一つの処理を時間軸で細かく細分化して順次処理行うことで同時実行しているように見せているだけである。
マルチコアCPUでは本当の意味で並行処理が可能になり、理論上、2コアであれば2倍の処理速度と言える事になる。
しかし実際のところ、体感速度の遅さというのはメモリやFSB、ハードディスクなどの入出力がボトルネックになっていることに起因している場合が多く、またアプリケーションがマルチコアを想定して作られていない場合にはマルチコアの恩恵も生かしにくいこともあり、マルチコアによる処理速度はあまり体感できない場合が多いのも事実である。