MPUについての概要、用途、原理などをご説明します。また、MPUのメーカー7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。MPU関連企業の2022年4月注目ランキングは1位:株式会社アークテイク、2位:シンデン・ハイテックス株式会社、3位:株式会社アルファプロジェクトとなっています。
MPUとはMicro Processor Unitの略語で、いわゆるマイクロプロセッサのことです。
コンピュータを構成する要素としてMPU、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MPU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つづ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MPU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MPU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。
MPU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、MPU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MPU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MPU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。
MPU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。
MPU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、MPU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。
MPUには様々な種類がありますが、CISCマイコンやRISCマイコンという表現をマニュアルなどで見ることがあります。これらは命令セットのアーキテクチャがどのような設計手法を使っているかで分けられています。
CISCは1つの命令が一連の複雑な処理を実行する方式で、できるだけ少ない命令回数で処理を済ませることで、マイコンのパフォーマンスアップを狙う演算方式と言えます。
逆にRISCは1つの命令が簡単な処理しか行わないため、1つ1つの命令実行速度が高速になります。高速な命令実行を複数回行うことでマイコンのパフォーマンスアップにつなげる方式です。
なお、上記2つのタイプより見かける事は少ないですが、128ビット以上の命令長で,複数の処理を同時に高速実行するVLIWというタイプのMPUもあります。
2020年、日本の大手半導体メーカーがAIアクセラレーターを内蔵したMPUを発表しました。産業/インフラ用の監視カメラなど、AIを用いて人や物体をリアルタイムに認識できる機器へのニーズが高まっており このニーズに対応するために開発されたようです。4Wという低消費電力で駆動するため、放熱対策不要で小型の機器に搭載可能です。また従来機器のより小型化が実現可能となるメリットがあります。高解像度な4K画像を処理するプロセッサも搭載しているため明暗差の大きな画像でも認識精度が高く幅広い機器に組み込めるようです。
またJAXAの研究開発部門は宇宙空間の厳しい放射線環境に耐えられるよう、耐放射線性に優れ、複数の機能を1つのチップに搭載するSOI-SOC MPUの開発を進めています。2020年以降、小型・省電力化も進め処理能力も大幅な飛躍を目指すようです。
今後、AI機器の広がりによる工場内のロボットや、スーパーレジでの商品自動認識、医師の診断をサポートする医療カメラへの搭載、また宇宙開発などの先進分野においてMPUはより性能を高めていくことでしょう。
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://ednjapan.com/edn/articles/1404/07/news001.html
http://mh.rgr.jp/memo/mp0102.htm
https://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/2006/26/news067.html
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
企業の並び替え
2022年4月の注目ランキングベスト5
順位 | 会社名 | クリックシェア |
---|---|---|
1 | 株式会社アークテイク | 28.6% |
2 | シンデン・ハイテックス株式会社 | 21.4% |
3 | 株式会社アルファプロジェクト | 21.4% |
4 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 21.4% |
5 | Bolymin, Inc. | 7.1% |
注目ランキング導出方法について
注目ランキングは、2022年4月のMPUページ内でのクリックシェアを基に算出しています。クリックシェアは、対象期間内の全企業の総クリック数を各企業のクリック数で割った値を指します。社員数の規模
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