CPUとは何ですか?

CPU はおそらく世界で最もよく知られているコンピューター ハードウェアですが、必ずしも正しい理由があるわけではありません。 コンピューター全体、あるいはルーターなどを「CPU」と呼ぶ人も珍しくありません。 実際、 単一の CPU は手のひらに収まるほどであり、おそらくあらゆるコンポーネントの中で最も重要なコンポーネントです。 コンピューター。 CPU について知っておくべきことはすべてここにあります。

コンピューターの頭脳

簡単に言えば、中央処理装置 (CPU) はコンピューターの頭脳であり、実際の思考を行うコンポーネントです。 この考えを実現するために、CPU はそれぞれがワークロードを実行できる 1 つ以上のコアで構成されます。 CPU はデータを保存できるメモリへのアクセスも必要とし、そのメモリが高速であればあるほど、タスクをより速く完了できます。 理想的には、CPU は RAM (十分に高速で大量のデータを保存できる) からデータを取得します。 HDD ではなくキャッシュ (CPU の一部であり、高速ですが、少量のデータしか保存されません) から SSD。

実質的に他のすべてのタイプのプロセッサと同様に、CPU には命令セット アーキテクチャ (ISA) として知られるさまざまな種類があり、これは CPU の最も基本的なコンポーネントです。 2 つの異なる ISA 間の違いは、多くの場合極端であるため、一方の ISA で実行されるソフトウェアは、おそらく別の ISA では実行されません。 同じ ISA を使用する CPU であっても、ISA ほど基本的ではありませんが、異なるマイクロアーキテクチャ、つまり CPU の設計方法が異なる場合があります。 マイクロアーキテクチャが異なれば、提供されるパフォーマンス、効率、機能も異なります。

CPU のユニークな点は次のとおりです。CPU は、多くのことを並行して、または同時に実行するのではなく、タスクを逐次的に順番に実行することに非常に優れています。 これが、最初の CPU がシングルコアのみを搭載し、最初のデュアルコアが登場してから 20 年経っても搭載されていた理由です。 CPU、ほとんどの消費者向けチップは 8 コア以下を提供しますが、大型サーバーの CPU は通常 32 ～ 128 コアを提供します コア。 CPU 設計者は、クロック速度または周波数を向上させてコアあたりのパフォーマンスを向上させることに重点を置いています。 (1 秒あたりに完了する作業または命令の量) と 1 クロックあたりの命令。これは、 マイクロアーキテクチャ。

CPU とそれを設計する企業の現状

世界には数多くの CPU 設計者がいますが、ここでは最大かつ最も重要な設計者だけに焦点を当てます。 多くの CPU 製造会社は、電卓や産業用機械などの電子機器用のチップを製造していますが、それらはそれほど興味深いものではありません。 PC、電話、データセンターに関して言えば、参加者は驚くほど少ないです。

現在の主要企業は、Intel、AMD、Arm、RISC-V International です。 インテルは、地球上で最も古いコンピューター会社の 1 つです。 Intel は、AMD と共有する x86 ISA を発明し、両社は 90 年代から競争してきました。 次に、ARM ISA を維持し、Apple などの他の企業にライセンスを供与している Arm があります。 Samsung と Qualcomm は、Arm の通常の CPU と比較してパフォーマンスが向上したカスタム ARM CPU を開発します。 ARMコア。 対照的に、RISC-V International では、オープンスタンダードである RISC-V ISA を誰でも使用および変更できます。

Intel と AMD は、これらの企業の中で最も古い企業であるにもかかわらず、最も限られた企業の 1 つであり、PC とデータセンター用の CPU のみを製造しています。 インテルは一時、携帯電話市場に関与していたが、最終的にはスマートフォンを引き継ぐ計画を断念した。 対照的に、Arm とそのパートナーはほとんどすべてのことに手を出しています。 携帯電話やスマートフォンは従来から ARM CPU の牙城でしたが、Amazon や Google などの企業も はデータセンターに ARM を導入しており、Apple と Qualcomm は、Intel や AMD とさえ戦いを挑んでいます。 パソコン。

しかし、RISC-V はこの重要な市場ではほとんど存在感がなく、代わりに主に産業用アプリケーションで地位を確立しています。 それでも、RISC-V International とそのパートナーは、ISA を PC、スマートフォン、データセンターに導入して、Intel、AMD、Arm と競争する計画を立てています。 今後数年間で、RISC-V が長年にわたって乱れていなかった現状を大きく破壊するかどうかが分かるでしょう。

CPU がデバイスのパフォーマンスに与える影響

CPU は、ゲーム、生産性、またはインターネットの閲覧やビデオの視聴などのカジュアルな動作に関係なく、PC やスマートフォンなどのデバイスの最も重要なコンポーネントの 1 つです。 マイクロアーキテクチャ、コアのさまざまな組み合わせを備えた、非常に多くの異なる CPU が存在します。 カウントやその他の機能が含まれるため、仕様で何に注意すべきかについて完全な概要を示すことは不可能です シート。 あなたが平均的なユーザーで、 素晴らしいCPU, いくつかヒントがあります。

理解しておくべき最も重要なことの 1 つは、コアの数が増えても、必ずしもパフォーマンスが向上するとは限らないということです。 すべてのアプリケーションがすべてのコアを使用するわけではなく、多くのコアを使用するアプリケーションは、ビデオのレンダリングや 3D モデルの作成などのコンテンツ作成に使用される傾向があります。 多くのコアを備えた最新の CPU を入手するのは悪い考えではありませんが、可能な限りすべてのコアが必要であることがわかっている場合を除き、コアの数がわずかに少ないものを選択したほうがより良い取引が見つかることがよくあります。

高いクロック速度と大量のキャッシュが CPU にとって最も重要な機能であるため、特にゲームは CPU にとって扱いにくいワークロードです。 素晴らしいゲーミングCPU. ただし、フレームレートを低く設定するグラフィック設定を選択すると、ローエンド CPU であってもハイエンド CPU と同じパフォーマンスを発揮する可能性があります。 たとえば、次のようなゲームでは 1 つの CPU が 90 FPS しか能力がない可能性があります。 スター・ウォーズ ジェダイ：サバイバー もう 1 つは 120 FPS を実行できますが、60 FPS でプレイしている場合、どちらの CPU も同等の能力を発揮します。 クラシックな 60 FPS で問題ない場合は、 安価なCPUでも十分に機能します.

最後に、CPU のパフォーマンスについて最良のアイデアを知りたい場合は、いくつかのレビューを読む必要があります。これはデスクトップ、ラップトップ、スマートフォンに当てはまります。 数字が詰まった多くのグラフや表を精査する必要がありますが、これはどの CPU が何に最適かを判断する方法です。 仕様書だけではすべてがわかるわけではありませんし、マーケティングを額面通りに受け入れるべきではありません。 完璧な CPU を手に入れようとすることについてあまり心配する必要はありません。 おそらく、ほとんどのチップは、何をしようとしてもうまく機能するでしょう。