【2023年版】CPU メーカー1社一覧
CPUについての概要、用途、原理などをご説明します。また、CPUのメーカー1社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。CPU関連企業の2023年7月注目ランキングは1位:インテル株式会社となっています。
CPUとは
CPU（Central Processing Unit）とは中央処理装置の略で、厳密な意味ではマイクロプロセッサの中でも、演算処理を担う中枢の役割を果たす構成要素の１つです。しかし、現状においてCPUはマイクロプロセッサとほぼ同義に使われることの方が多いです。
コンピュータを構成する要素としてCPU、メモリ、グラフィックスやHDDドライブユニット、イーサネット通信インターフェースなどの入出力装置に分類することができます。
コンピュータが出始めた初期には、これらの構成要素がバラバラで、これを組み合わせてコンピュータを作っていました。
これらの構成要素の中でCPUは、内部に持つ命令を読みだして実行する手段に基づきメモリに格納された命令群を１つずつ読みだしては実行する装置です。
その後の半導体技術の急速な発達に伴い、半導体の微細加工の進展と高度化により、従来はCPUの外側にあったメモリ、グラフィックスや各種インターフェース機能がCPUの内部に取り込まれ、機器の小型軽量化に大きく貢献しています。
CPUの使用用途
CPUは全てのコンピュータに搭載されています。
スーパーコンピュータから業務用高性能コンピュータや民生用コンピュータ、更には、我々が日常よく使用しているノートPC、スマートフォンやタブレット端末に至るまでその規模こそ異なりますが、CPUが搭載されています。
また、様々な民生用機器や業務用機器にもCPUが搭載されています。
テレビやレコーダー、各種オーディオ機器、更に車やバイク、業務用の各種測定機器などです。これらに搭載されたCPUの多くは、シングルチップマイクロコンピュータとも呼ばれ、夫々の分野や用途に応じて最適な周辺ハードウェア等も取り込み機器の小型化に貢献しています。
CPUの原理
CPUの初期の役割は、メモリ上の命令を読みだして、それを解読し実行することでした。
実行とは、加減乗除の演算を行いその結果をメモリに戻すという動作です。
CPUの内部には、理解することのできる命令群と夫々の命令に対して何をしなければならないかということがあらかじめ定められています。メモリ上の命令は、CPUにより、メモリ上のアドレスの小さい番地から順次読みだされ、逐次実行されていきます。
演算結果に従い、周辺デバイスに対してデータを出力したり、周辺デバイスからデータを読み込んだりします。
更にグラフィックス機能が内蔵されている場合は、グラフィックスに対してデータを書き込むことにより、
その先に接続された液晶ディスプレイやモニタなどに表示されます。
またイーサネット通信機能が内蔵されている場合は、ネットワーク上の自身に対して送られてきたパケットデータを取り込み、内部で解析・演算し、再びネットワーク上へデータを出力します。
CPUのアーキテクチャ
CPUには、製品によってアーキテクチャと呼ばれる基本設計が異なります。アーキテクチャはCPUの最も根幹となる部分であり、ハードウェアレベルで命令処理をどのように行うかなどが設計されたものです。
CPUはメインメモリや内部キャッシュを利用して演算処理を行いますが、アーキテクチャによりその処理方法や演算ルールが異なります。より表層レイアであるアプリケーションレベルでもこれらの違いが影響するため、OSや様々なアプリケーションなどは、CPUのアーキテクチャに合わせて設計を行う必要があります。
CPUのアーキテクチャには世代が存在し、おおむね数年ごとに更新されていきます。アーキテクチャはCPUの性能に大きく影響するため、CPUを選択するときはどのアーキテクチャによるものなのかをチェックすると良いでしょう。
CPUの排熱
CPUの性能を最大限に引き出すためには、排熱処理が重要となります。CPUはその処理において大量の熱を発生させますが、高熱になったCPUは熱暴走と呼ばれる状態に陥ってしまい、様々な不具合を発生させます。これを防ぐために、排熱を工夫する必要があります。
一般的には、CPUにファンを取り付けて排熱を行います。CPUとファンの接点には熱伝導性を高めるためにグリスを塗ります。これにより、ファンによる排熱性能を高めます。グリスは定期的に塗り替えを行う必要があり、塗り替えにより性能をキープすることができます。
CPUにファンを取り付ける代わりに、水冷と呼ばれる水を用いた冷却方式を取ることもあります。水冷式は冷却効果が高く、スペックの高いPCに有効です。ただし、水冷式はコストが高く、故障時に冷却液が漏れるリスクがあることに注意が必要です。
CPU自体の排熱に加えて、ケース内部に熱がこもらないように、ケースから外部への排熱も重要となります。ケース内部にパーツを密集させたり、ケースから外部への空気の排出量が少なかったりすると、いくらCPUを冷やしたとしても限定的な効果しか得られません。
参考文献
https://www.tel.co.jp/museum/exhibition/principle/microprocessor.html
https://www.intel.co.jp/content/www/jp/ja/innovation/mpuworks.html
https://www.gsic.titech.ac.jp/matsuda/l/CS/arch/index.htm
http://www.pasonisan.com/pc-cpu/base-architecture.html
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注目ランキング導出方法| 順位 | 会社名 | クリックシェア |
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