- 前回は、ハードウェアの説明をしました。 ハードウェアとは、コンピュータシステムを構成する物理的な部品や機器のことを言います。 おさえておいてほしいハードウェアの5大装置として「入力装置」、「記憶装置」、「制御装置」、「演算装置」、「出力装置」がある、とお話ししましたね。
さて今回は、演算機能を担当するCPUについて、詳しく解説していきましょう。
①CPUとは
- CPUは、Central Processing Unitの頭文字を取ったもので、略してプロセッサとも呼びます。日本語に訳すと「中央演算処理装置」となります。 「中央演算処理装置」の名前の通り、プログラムを読み込んで実行したり、データの処理や演算を行ったりするための演算機能を担当しています。 また、各装置に対して命令を出す制御装置の役割も担っていて、まさにコンピュータの頭脳とも呼ぶべき装置と言えるでしょう。 ぐらみん君とは違い、様々な役割をこなすCPUは、約5cm四方なので小さいです。 そして裏面には、数多くの電子部品が敷き詰められています。この5cm四方の中には1億個を超える電子部品が集積されており、Very Large-Scale Integrationの頭文字を取って、VLSI（超大規模集積回路）と呼ばれています。 代表的なCPUと言えば、Intel社のCPUですね。
- インテル入ってる？のCMのやつ！？
- はい、そのインテルです。インテルのCPUの1つであるCore iシリーズのパッケージがこちらです。 縦横20cmずつあり、約5cm四方のCPUを入れるにはかなり大きめですよね。 当然この中にCPUは入っていますが、CPUを使う上で欠かすことができない、もう一つの「あるもの」も入っているため、パッケージが大きいというわけです。
では、ここで問題です。
Q.CPUを使う上で欠かすことができない、もう一つの「あるもの」とは一体なんでしょう？
A.冷却装置
A.冷却装置
- CPUは小さな体で様々な役割を果たす一方で、発熱量も相当なものとなります。冷却せず放っておくと、自ら発する熱によってすぐに故障してしまうのです。 CPUを冷やすのがこの冷却装置で、一般的には扇風機のような羽が着いていて、それを常に回し続けることでCPUを冷やすことから、CPUクーラーやファンとも呼ばれます。
- へぇ、知らなかったよ。
- 次に、パソコンを分解すると中にある「マザーボード」という部品です。 人間の胴体にあたる部分で、このマザーボードに様々なパーツを取り付けることで、コンピュータとして稼働することができます。 CPUは、CPUソケットという部分に取り付けます。 そして、取り付けたCPUを覆うように、冷却装置であるCPUクーラーを取り付けます。
②CPUの性能
- CPUは、コンピュータにとって非常に重要な役割を担っているため、パソコンを構成する装置の中でも最も高価なものとなります。
- こんなに小さいのに？
- 例えば、最新のCPU、Intel 第13世代 Raptor Lake Core i9-13900Kは約14万円します。 それだけ中核を成す存在ですので、CPUの性能の良し悪しがコンピュータの性能自体を決めます。 「コンピュータが欲しいけど、性能の良し悪しが分からない」という方は、まずCPUの性能を見分けられるようになれば、コンピュータを大分見極められるようになります。 このCPUの性能の良し悪しを決める指標は2つあります。それが、クロック周波数とコア数です。 クロック周波数は、簡単に言うと、1秒間に何回計算ができるかという回数のことです。 クロックというのは人間の脈のようなイメージで、このクロックの1振動で1回計算ができると思ってください。 そして、クロックはこのように波のように連続しており、この1秒間あたりの波の数を、クロック周波数と呼びます。 例えばこの場合、1秒間に5回振動しているので、クロック周波数の単位Hzを使って、5Hzと表現します。 この場合は、1秒間に10回振動していますので、10hzとなります。 つまり、5Hzと比べて、1秒間あたりに倍の回数分の計算が可能になるので、CPUの性能も倍違うということになります。 先程紹介した、Raptor Lake Core i9-13900Kのクロック周波数は、5.8GHzとなっています。つまり、1秒間あたり58億回の計算が可能ということです。 では、もう一つのコア数についてです。英語のCoreは、核という意味ですよね。つまり、CPUの処理作業を行う中核を担う部分ということです。 このコア数が2つになるということは、人間で言うと脳が2つある状態となり、複数の処理を同時に行うことが可能となります。 このコア数が2つの場合は「デュアルコア」、4つは「クアッドコア」、6つは「ヘクサコア」、8つは「オクタコア」と呼びます。 また、コア数が複数あるCPUのことを、マルチコアプロセッサとも呼びます。 では、先程紹介した、Raptor Lake Core i9-13900Kのコア数はいくつかというと、24コアあります。 つまり、1秒間あたり58億回の計算ができるコアが24個あるということなのです。
- すごすぎてついていけない・・・
③CPUのスペックを調べよう
- では、皆さんが使っているパソコンがどのようなCPUを使っているのかを調べてみましょう。 例として、Windows11のパソコンでの調べ方を動画でご紹介します。詳しくは動画をご覧ください。CPUやメモリ容量を確認したいときは、どのような操作をすれば確認できるか、動画でお分かりいただけたかと思います。 皆さんが使っているパソコンがWindowsであれば同様に調べることができますので、是非調べてみてくださいね。
- 早速調べてみます！
- また、パソコンを持っていない方は、近くの家電量販店などに行ってパソコンを比較してみるのも良いかと思います。 その際には、コア数や周波数などのスペックを確認してみてください。
まとめ
- 1.CPUは「中央演算処理装置」の名前の通り、プログラムを読み込んで実行したり、データの処理や演算を行ったりするための演算機能を担当している。
- CPUの性能を決める指標の1つが、1秒間に振動している回数を示す「クロック周波数」となる。
- CPUの性能を決める指標もう1つは、「コア数」であり、複数のコアを搭載しているCPUをマルチコアプロセッサと呼ぶ。