8. CPUの性能② ( 8 / 15 )
学習の目的
4. CPUのビット数
5. CPUのコア数
6. GPU(参考)
CPUの性能を知るために必要なことはクロック周波数だけではありません。どんなことがわかるとよりCPUの性能がわかるか学習しましょう。
CPUのビット数とは、CPUが一度に処理できるデータのビット数のことです。
例えば、8ビットのCPUであれば、1度に読んだり書き込んだり、計算できるビット数が8ビットであるということです。
実際のコンピュータでは16ビットCPU、32ビットCPU、64ビットCPUが良く利用されており、ビット数が大きいものほど処理能力が高くなります。
下記の図は32ビットCPUと64ビットCPUの違いを表したものです。
32ビットCPU
64ビットCPU
そうか、32ビットCPUだと、データ1～8をアクセスするときは2回に分けてアクセスするんだけど、64ビットだと1回のアクセスでできるのか。
32ビットCPUに比べて64ビットCPUは2倍のデータの処理ができるのかな？
単純に2倍にはなりませんが、32ビットCPUに比べ64ビットCPUの方が、多くのデータを扱えるため処理を高速に行うことができます。
CPUにはレジスタや演算装置などいろいろな部品があります。その部品の中で実際に命令を処理する部品をコア(CORE)といいます。
昔のCPUには1つのコアしかなく、1つのCPUでは同時に実行できる命令は1つでした。現在のパソコンやスマートフォンなどに使われているCPUには複数のコアが入っているのが一般的です。複数のコアがあるCPUはコアの数分だけ同時に処理を行うことができます。
ここで、1つのコアしかないCPUをシングルコアCPU、複数のコアを持つCPUをマルチコアCPUと呼びます。
マルチコアCPUにはコアの入っている数によって呼び方が決まっています。
主なコア数と呼び方は次のとおりです。
代表的なコア数と名称
| コア数 | 名称 |
|---|---|
| 1コア | シングルコア |
| 2コア | デュアルコア |
| 3コア | トリプルコア |
| 4コア | クアッドコア |
| 6コア | ヘキサコア |
| 8コア | オクタコア |
| 10コア | デカコア |
| 12コア | ドデカコア |
今のCPUは、高性能なので1つのCPUの中に複数の処理ができるようになっています。
例えていうのであれば、飲食店に複数のコックがいると思ってください。
例えば、コックが四人いれば、同時に四つの料理を作ることが可能です。
なるほど！コックさんが大勢いれば同時にたくさんの料理を作ることができるのと一緒か。
CPUも同じでコックさんにあたるコアが多いとそれだけ処理が同時にできるってことですね。
そうです！そのため、コア数が多いCPUほど高性能のCPUということになります。
スレッドとは
CPUの性能を調べていると「スレッド」という言葉が出てきます。
スレッドとは
論理コア数とも呼ばれ、１つのコアで同時に実行できる命令の最大数を表しているものです
。
例えば、4コア8スレッドというCPUの場合は、4つのコアで最大8命令実行できる(1コアあたり2命令)ことを表しています。
コックさんでいうと、一人のコックが複数のコンロを使って同時に料理が作ることを想像してください。
コンロが2つあれば同時に2つの料理を作ることができます。
CPUの性能を比べる場合は、同じコア数でもスレッド数が多い方が高性能のCPUということになります。
|
コア |
CPUの中で実際に命令を処理する部分(部品)のこと。 |
| シングルコア | 1つのCPUに1つのコアがあること。 |
| マルチコア | 1つのCPUに複数のコアがあること。 |
CPUは、クロック数が高いもの、コア数が多いものが性能が高いです。パソコンなどを購入する場合は、CPUの性能も確認しましょう。
最近、新しいゲームをPCで始めたんだけど結構画面が止まったり、ガクガクしたりするんだよね。
これってCPUの性能を良くすればいいってことなんですか？
CPUの性能を良すれば確かに改善はするかもしれないですが、それはGPU(ジーピーユー)を見直した方が良いですね。
GPU?
CPUとは違うのですか？
CPUではなくGPUです。GPUについて学習しましょう。
GPUとはGraphics Proceccing Unitのことで、画面表示を専用で行うプロセッサのことです。
もともとはCPUが画面表示処理も行うのですが、最近の高画質や3Dゲームなど画面表示に関わる処理が複雑になってきました。
CPUは色々な処理を行うため、画面表示の処理が多くなると処理しきれなくなります。そこで、登場するのが画面表示専用の処理装置、GPUです。CPUに変わり表示処理を行うことにより、CPUの負担を軽くしています。
また、GPUはCPUの中にあったり、高性能な場合はCPUとは別に専用の装置として装着されています。
GPUはグラフィック専用の処理装置のため、次のような処理が得意なように設計されています。
グラフィックを表示するための計算は、浮動小数点数の計算や行列計算のためCPUに比べて数学的な計算が得意なように作られています。
GPUはこの計算をピクセルごとに行うので、高速な画面表示を行うために多くの計算を同時に行うことができないといけません。
同時に多くの処理をするためにCPUはどのようになってましたか？
CPUの中に「コア」がいくつかあって、そのコアの数分だけ処理できていました。
そうですね。
CPUのコア数は10コアぐらいですが、GPUのコア数はどのくらいあると思いますか？
うーん･･･GPUはCPUの中に入るような装置だから5個ぐらいかな？
なんと、5桁のコアが入っています！！
えっ！5桁っていうことは、一、十、百･･･、1万個以上ってこと！！
そうなんですよ。最近のGPUはコア数が多く計算が早いため、グラフィック表示以外でも使われるようになりました。
グラフィック表示以外でどのように利用されているか確認しましょう。
GPUはコアが多くあり同時に複数の処理ができるので次の分野でよく利用されています。
・AIや機械学習
ディープラーニングなどの機械学習では行列計算を大量に行います。そのため、行列計算が並列でできるGPUが利用されています。
・シミュレーション
天気予報や流体力学、物理シミュレーションなど、計算を並列で何百万回も繰り返す処理にGPUが利用されています。
・暗号資産(仮想通貨)のマイニング
ビットコインに代表される仮想通貨は計算によって作られます(マイニングという)。このマイニングの計算にGPUが利用されています。
もともと、グラフィック専用のGPUでしたが、GPUの特性で、AIや仮想通貨などの分野でも利用されていることがわかりましたね。
育人君もゲームを快適にしたいのであれば、性能のよいGPUを使ってみることですね。
画面が遅いなーってときはGPUなんですね！今度どんなものが良いか調べてみます！
