CPUとは | パソコンパーツの基礎

corei7cpuCPUはCentral Processing Unit(セントラルプロセッシングユニット)の略でPCの主要パーツのことをいう。

直訳で中央演算処理装置とも呼ばれる。中央と呼ばれることからその重要性がわかるだろう。

引用を活用して、CPUとは何かについて具体的に解説していく。


CPU(Central Processing Unit:中央演算装置)とは、コンピュータにおいて演算・制御を行う装置です。

CPUは記憶装置から命令を読み込み、演算をし、各種の記憶装置や出力装置に演算結果を通知します。

引用元:http://www.fujitsu.com/jp/products/computing/servers/unix/term/cpu/



このコンピュータのCPUは、動いているハードウェアやソフトウェアから受ける全ての指示の処理している。例えばマウスやキーボード等の周辺機器やHDD、メモリ等からのデータを入力・演算・出力を行う役割を果たしているのだ。

全てを操作するパソコンのコアやパソコン操作の快適さに関わる重要な部分で、高性能になればグラフィック機能も搭載されていることもある。ブラウジングしながら音楽を聴いたりレポートを作成したり、複数の操作を行うことによりかかる負荷を分散させることができる。

それにより効率よく作業が進められるようになる。マルチコアが主流であり、現在では6つのコアが搭載されたCPUも存在する。

人間で例えると脳になる!?

パソコンのパーツはよく人間と机でたとえられる。それは何も知らない人にとってもイメージしやすいので私もおすすめの覚え方だ。このCPUは人間でいうと脳(作業をする人)によく例えられる。優れた脳を持つ人(Core i7-6700K)は計算処理を素早く行うことができるというわけだ。

ここでいう計算処理というのはブラウザの立ち上げ、ゲームの読み込み等多岐にわたるということを付け加えておこう。しかしながら、コンピュータの脳はソフトウェアという方が正しく、CPUはとても効率的な計算機として考える方がしっくりとくる。

通常の人とは違いCPU単独では作業を行えず、メモリ(作業をするためのスペース)、ストレージ(本棚)等が必要になる。
それは別の機会に見ていくとしよう。このページではCPUにのみ焦点を当てていく。CPUには、主な構成要素としてALUと呼ばれる数学的・論理的そして決定に関する作業を行う算術論理演算ユニットがある。

そして、プロセッサーの全ての作業を指示するCUと呼ばれる制御装置があるのだ。このCPUは、メモリーからの指示を読み込み、解釈をする。それらを一連の信号に変換して、コンピュータの他のパーツを動かすというわけだ。

CPUは、ALUに必要な計算を行うように要求する。キャッシュという役割もある。それは高速のメモリーとしての役割があり、指示をコピーしてそれらを読み込むことが可能となる。

また、CPUは、とても熱を持つので、放熱板やファンという形でそれ自身で冷却システムを持つ必要がある。マザーボードの上に位置していて、マザーボードはCPU用のソケットを持っているので接続することができる。

CPUはどのように計算をしているの!?

CPUのALUは計算をしているのだが、一体どのように計算をしているのだろうか。コンピュータの世界では全て0と1で表されるのは知っているだろうか。英語も日本語も一つ一つの文字が0と1の羅列で表すことが可能となっている。プロセッサー内部で、複数のトランジスタを使って0と1を格納している。

これらは極微のスイッチだ。そしてそれは、スイッチがオンかオフかによって電気の流れを制御することができる。トランジスタは、二つの情報を持っている。電流が流れているなら1で、電流が流れていないのであれば0ということになる。

トランジスタは、とても薄いシリコンの上にある。一つのシリコンチップに、数千のトランジスタがある。

一つのCPUで大量のチップが含まれている。それでもCPU自体はとても小さくなっているのは技術の進歩だと言える。今日のCPUは、1平方インチの中に数億個のトランジスタを持つことが可能だ。ハイエンドモデルになると、その数は10億以上になる。演算は、トランジスタの違う組み合わせをオンまたはオフにする信号によって行われる。トランジスタの数が多ければ、その分多くの計算をすることができるということになる。

ちなみに、チップに使われている素材であるシリコンは、カリフォルニアのシリコンバレーからその名前が来ている。初期のCPUはとても大きく、今日ほど多くのトランジスタを持つことはできなかった。インテルやAMTのようなCPUの製造会社が、多くの研究を行い、全てを小さく、そして一つのプロセッサーに多くのトランジスタを詰め込めるようになったというわけだ。

つまり、CPUの新しい世代がリリースされたら、それは彼らが一つのCPUに多くの処理能力をつめるための優れた方法が見つかったということを意味している。Intel i7、AMD 870のようなCPUの一般的な名称は、CPUの基本的な設計概念に由来している。

ゲーミングPCとCPU

ゲームをする上で、CPUは重要になってくる。ゲームの起動、ロード以外にもゲームの骨組み全ての処理が任されていてグラフィックボードが肉付けしていくことになる。

これらの処理を素早く行うために優れたCPUが求められるのだ。CPUが描いた絵に、色をつけるのがグラフィックボードなのだ。どちらも重要なのでバランスを考えなくてはならない。

関連記事:CPUがゲームプレイに与える影響

ゲームプレイ中にCPU使用率が高くなる

ゲームをプレイしているとCPU使用率が高くなることがある。

そのようなケースで考えられる要因とその解決策については下記の記事を参考にして欲しい。

関連記事:ゲームでCPU使用率が高くなるのはなぜ?その時の対処法は?

CPUの調べ方

今あなたが使用しているパソコンのCPUを調べる方法を書いてみようと思う。

  1. マイコンピュータのアイコン上で右クリック→プロパティをクリック

  2. システムのプロセッサを見れば今のPCのCPUがわかる

CPUの性能順

今はi5-6500があれば必要十分だといえる。当サイトで紹介するPCの多くは下記のものになる。

Core i7-6700K(Core i7-4790K)> Core i7-6700(Core i7-4790)> Core i5-6500(Core i5-4590)

性能で言えばこの順番だが、ゲームをメインに据えるのであればi5でもCPUクロックが3.5Ghz以上あれば問題ない。

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