自分らしく働く
2019.04.16

CPUとは? スマホ・パソコンの性能の見かた

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BY アース編集部

PCを日々利用していても、CPUやメモリなどスペックの話になると実はよくわかっていないという方は多いのではないでしょうか? 「i5、i7なんてワードをよく聞くけれども……」「第8世代って何……? 」。CPUの基本から実際の製品の分類まで、幅広く解説します。

CPUの基本を解説!

CPUとはCentral Processing Unitの略で、日本語では中央処理装置と呼ばれています。主にコンピュータの演算処理を担当する部品です。少しわかりにくいかもしれませんが、平たく言ってしまえばコンピュータの頭脳を担当する部品と捉えて問題ありません。

このCPUの性能によって、コンピュータの処理速度の大部分が決定されます。ここでは、CPUのスペック表などで必ず記載される重要用語について解説します。

クロック周波数

クロックが1秒間に何回行われるかをクロック周波数と言います。CPUの性能を確認するときに最初に見るのがこのクロック周波数です。CPUの商品説明を見ると、「クロック周波数3GHz、最大動作クロック周波数3.5GHz」のように記載されています。

クロック周波数は、CPUが1秒間に何回命令を実行できるかを表します。例えば、クロック数が1Hzなら、1秒間に1回命令が実行されるという意味です。

クロック周波数が高い程、処理速度は速くなります。クロック数が3GHzのCPUの場合、3GHz=3,000,000,000Hzですから、1秒間に30億回の命令を実行できる性能を持っています。

コア

コアとはCPUの核になる部分であり、実際に処理を行う部分です。

CPUはかつて、1つのコアのクロック周波数を上げることで性能を伸ばしていました。クロック周波数を上げ続けると大量の熱が発生します。この熱を冷却しないと、CPU自体が壊れてしまいます。しかし、冷却には限界があるため、周波数にも限界がきてしまいました。

そこで、コアそのものを増やして作業を分担させることで、さらに性能をアップさせる方向に転換しました。最新では、8コアや16コアなど、大量のコアを持つCPUを搭載した製品が販売されています。

スレッド

スレッドとは、ソフトウェアの処理(プロセス)を複数に分割した場合の、最小の処理単位です。スレッドの数が多いほど同時に処理できる数が増えるので、高性能なCPUと言えます。この説明だと少し分かりにくいので、CPUのコアを工場に例えて説明します。

工場内では、それぞれのラインで部品を作り、最後に組み立て1つの商品を作成しています。コアを工場に例えると、スレッドはラインにあたります。4コア8スレッドのCPUの場合、4つのコア(工場)にそれぞれ2スレッド(ライン)があり、計8つのスレッド(ライン)を同時に動かせるということです。

スレッドが増えたことで、ワードやエクセル、グーグルクロームやAdobeソフトを同時に起動しても、スムーズに処理できるようになりました。

キャッシュメモリ

キャッシュメモリとは、CPUとメインメモリがデータのやり取りする時に仲立ち役をするメモリのことです。容量は小さいですが、データ送受信が高速な点が特徴です。

CPUが演算をするとき、メインメモリからデータを受け取る必要があります。高性能のCPUといえど、データの受信に時間がかかると、計算は遅くなります。

そこで、キャッシュメモリに、CPUがよく使うデータを一時的に格納しておくのです。高速なキャッシュメモリがCPUとメインメモリを仲立ちするとCPUはスムーズに演算できるようになります。

CPUが使うキャッシュメモリは、揮発性メモリです。USBメモリや外付けHDDとは違い、PCを再起動するとメモリの中身が消えてしまいます。

プロセスルール

プロセスルールとはCPUの回路の配線の幅のことです。単位はナノメートルで、CPUの仕様には必ず記載されています。22nmや14nmといった表記があったら、プロセスルールだと考えてください。

CPUという紙に回路を書き込むペンの太さをイメージしてください。ペンが細いほど、限られたスペースのCPUにたくさんの回路を描きこめます。太さが細いほど、小型化・高性能化ができるというわけです。

各メーカーのCPU

intel(インテル)、AMD(エーエムディー)、Qualcomm(クアルコム)といった言葉を聞いたことはありませんか?これらは、CPUの有名メーカーです。少しPCに詳しい人であれば、「CPUはIntel派? AMD派? 」といった会話をよく耳にするのではないでしょうか?

ここからは、実際に販売されている各社のCPUについて解説します。

intel

intel社のCPUはパソコン・サーバー向けが主です。現在販売中の主なCPUには以下のシリーズがあります。

シリーズ 内容
Xeon 企業向け高性能CPU
Core X 超高性能CPU
Core i7 高性能CPU
Core i5 一般向け高性能CPU
Core i3 一般向け標準CPU
Pentium 低性能・低価格CPU
Celeron 機能制限つきの低価格CPU
Core m モバイル向け低消費電力CPU

基本的には、リストの上位にあるシリーズほど高性能・高価格です。ただしXeonやCore mは、特定の用途のためのCPUです。

AMD

AMD社のCPUはパソコン向けが主です。カスタムしたパソコン向けCPUが、プレイステーション4などのゲーム機に搭載されていることでも有名です。

AMDのCPUのシリーズ名は、intelのように性能で分かれていません。用途別、内蔵グラフィックチップの有無によって分類されています。主に以下のようなシリーズ名があります。

シリーズ 内容
Opteron 企業向けCPU
Zen FXの後継シリーズ。RyzenシリーズはZenシリーズに含まれる
FX ハイエンドユーザー向け高性能シリーズ
Fusion 高性能グラフィックチップを内蔵したシリーズ
Turion II Neo Athlon Neoの後継シリーズ
Athlon Neo 小型モバイルPC用シリーズ

Qualcomm(クアルコム)

Qualcomm社は、主にスマホ向けのCPUの設計開発を行っている会社です。

Qualcommの主なスマホ向けCPUは「Snapdragon(スナップドラゴン)」シリーズです。Android OS端末に搭載されています。

Snapdragonは、基本的に3桁の数字でモデル名で性能を表しています。数字が大きいほど高性能です

Apple

iPhoneやmacでおなじみのApple社も、自社製品向けにCPUを設計開発しています。主なCPUはiPhone、iPad向けの「Apple Aシリーズ」です。

残念なことに、Appleは「Apple Aシリーズ」の詳細なスペックについて一般には明かしていません。そのため、性能については実際に動かしたときの速度をもとに比較されています。

CPUには世代がある

 

CPUの性能を見るときに大事な要素に「世代」があります。ヒトも、生まれた時代で「バブル世代」や「ミレニアム世代」といった呼び名があります。これと同じように、CPUには発売時期によってそれぞれ世代名がつけられています。

クロック数やコア数に大差がなくても、世代が違うと性能に大きな差がある場合があります。世代による最大の違いはプロセスルールの変更です。

プロセスルールが変更されれば確実に性能がアップします。世代が異なる場合、まずはプロセスルールに差があるのかを確認すると良いでしょう。

intelの世代

intelのCPUでは、Core iシリーズに第八世代までが展開されています。

世代 世代名 プロセスルール
第一世代 Nehalem 32nm
第二世代 Sandy-bridge 32nm
第三世代 Ivy-bridge 22nm
第四世代 Haswell 22nm
第五世代 Broadwell 14nm
第六世代 Skylake 14nm
第七世代 Kabylake 14nm+(14nm改良版)
第八世代 Coffeelake 14nm++(14nm+改良版)

第三世代と第五世代でプロセスルールの変更が行われています。実際にこの世代のCPUは、前世代から大幅に性能アップしたため、市場を騒がせました。

intelの場合、プロセッサナンバーで世代と性能がわかるようになっています。

例えば、i7-8700というCPUならば、「i7がシリーズ名。千の位の数字(8)が世代。百の位の数字(7)が性能の上下関係」を表しています。

つまり、i7-8700と表記されているだけで、「i7という高性能シリーズの、第8世代のCPUであり、8600というCPUよりも高性能ですよ」と理解できるのです。

AMDの世代

AMDの場合は、intelほど体系的に世代を設定していません。用途別に分かれたシリーズごとに、世代を確認するのが基本です。現在の主力シリーズであるZenシリーズ(RyzenシリーズはZenシリーズに含まれる)の場合、以下のように世代が分類されます。

世代 世代名 プロセスルール
第一世代 zen 14nm
第二世代 zen+ 14nm+
第三世代(2019年に発売予定) zen2 7nm

AMDの場合は、基本的に用途別のシリーズ内でプロセッサナンバーを比較することで世代と性能を判別できます。

例えば、Ryzen(Zen)シリーズのRyzen7-2700は、「Ryzen7がRyzenシリーズ内でのグレード名。千の位の数字(2)が世代。百の位の数字(7)が同シリーズ内での性能の上下関係」を表します。

つまり、Ryzen7-2700と表記されているだけで、「Ryzen(zen)というハイエンド向けシリーズの、7というグレードナンバーをつけられた、第二世代のCPUであり、2600というCPUよりも高性能ですよ」と理解できるのです。

詳細な性能比較はベンチマークを確認

CPUには「クロック周波数」、「コア数」、「スレッド数」、「プロセスルール」など、さまざまな要素で性能が決定されています。これらを把握しておくと、性能の比較や判断に役に立ちます。

しかしながら、CPUの処理速度は設計構造など、さらに複雑な要因の影響も受けます。そこで、実際に動かしたときの性能を調べるためのベンチマークソフトが利用されています。

CPUを詳細に比較する際は、前述で解説したような要素から、まずはおおまかに当たりをつけましょう。その後、ベンチマークソフトの結果で比較するといいでしょう。

パソコン用CPUのベンチマーク

「PCMark」というベンチマークソフトが一般的です。

シェアウェアとしてオンライン販売されており、機能制限版のBasic Editionは無料です。CPUが発売されると多くのPCショップやITメディアが「PCMark」のベンチマーク結果を公表します。

これらのベンチマークスコアを確認する方法が便利です。最新CPUから旧型までを絶対値で比較できます。

スマホ用CPUのベンチマーク

スマホ用CPUには「Antutu」というベンチマークソフトが盛んに利用されています。

特にApple社のCPUは、詳細なスペックが公表されていません。「Snapdragon」と同じ基準で性能比較できる「Antutu」のスコアが、唯一の性能目安と言っても過言ではありません。

「Antutu」のベンチマーク結果も各メディアが公表しているので、自分でテストしなくても手軽に性能比較を行えます。

 

 

今回は、どのポイントを理解していればCPUの話題についていけるのかを中心にお話しました。CPUの世界は奥深く、簡単には説明しきれない要素がたくさんあります。しかし、今回解説した内容を理解しておけば基本はバッチリです。

最終更新日
2019.04.16

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