CPU

Central Processing Unit

シー・ピー・ユー

人間の脳にあたるコンピュータの中心部品の名称で、マザーボード上に存在する。CPUはたくさんの電子部品が集まってできている。例えばコンピュータのカタログを見ると、このCPUは32ビットで200MHzの性能だという記述を見かける。32ビットは、CPUがメモリとデータのやりとりをするときのデータ量、あるいは一度に処理できるデータの量を表す。したがって、16ビットより32ビットのほうがデータを多く処理できるので、処理が速いということになる。また、33MHzはクロック周波数を表す。この数は、処理動作をおこすタイミングが1秒間に何回あるかを示す。CPUおよび周辺装置はこのタイミングに合わせて処理を進めていく。したがって、100MHzよりも200MHzのほうが処理を速く進めることが可能である。しかし、CPUに比べてメモリは動作が遅いので同じタイミングでは処理を進められないことがある。そのときには、CPUがメモリの動作が終了するのを待つ必要がある。この待ちをウエイトと呼ぶ。もう1つ、CPUの性能を示すものにミップス(MIPS)がある。これは、1秒間でどれくらいの命令を実行できるかを100万単位で表す。CPUがいくら高速に処理を進めてもメモリなどが遅ければ全体としてのスピードは高速にはならない。したがって、MIPSはあくまで目安にしかならない。ただ、50MIPSと100MIPSのCPUがあれば、後者のほうが2倍速いことになる。パソコンで使われる代表的なCPUには、米国のIntel社のものとモトローラ(Motorola)社のものがある。Intel社は、8086、80286、80386、486と性能を向上させて生産してきた。IBM PCは、Intel社のCPUを採用し、OSとしてこのCPU向けに開発されたMS-DOSを採用した。Intel社の現在の主力のCPUは、486とPentiumである。どちらも32ビットCPUであるが、後者には処理を高速化するための部品がついている。また、前者にはSXとDXという2種類がある。SXはDXに比べて機能が落ちているぶんだけ安い。486の場合、486DX2という種類もある。これは、Intel社の特殊技術でクロック周波数が普通のDXに比べて2 3倍になっているので高速動作できる。この技術を装置にしたものをオーバードライブ・プロセッサ(over drive processor)と呼ぶ。486DXに、これを装着するとクロック周波数がやはり2倍になる。Intel社の最新CPUはPentium Pro(ペンティアム・プロ)プロセッサだが、32ビットCPUで、クロック周波数75 200MHzである。このCPUはCISCだが、RISCに使用されている処理を高速化する技術を取り入れている。また、Pentiumプロセッサ以前のCPU向けに開発されたソフトウェアも使えるようにしている。Motorola社のCPUも、68000、68020、68030、68040と性能を向上させて生産されてきた。初期の68000は当初から内部のアーキテクチャが32ビット(バスに関しては、6800はデータ16ビット、アドレス24ビット、68020からデータ、アドレスとも32ビット)で設計されていたので、たくさんのメモリを扱うことができるようになり、グラフィックス処理を得意としてきた。Motorola社の最新CPUは、米国のIBM、Apple社と共同で開発したPowerPC(パワー・ピー・シー)で、32ビットCPU、66 500MHzのRISCである。Motorola社は1997年末までにPowerPCの全てのクロック数を180 500MHzにすると発表している。PowerPC以前のCPUはCISCであり、タイプが異なるので、これまで使われてきたソフトウェアは処理速度が若干落ちてしまう。しかし、PowerPCはPentiumと比べると消費電力と発熱量が約半分であるところが特徴の1つとして挙げられる。そのほか、1995年版のギネス・ブックにも記載された世界最高速のCPUとして、米国のDEC(デック/Digital Equipment Corporation)社のAlphaAXP(アルファ・エー・エックス・ピー)がある。これは、64ビットCPUで275MHzのRISCである。ただし、Pentium、PowerPC、AlphaAXPなどのクロック数は日を追うごとに速くなっている。米国のMIPS TECHNOLOGIES社は、サンノゼで行われたEmbedded Processor Forumで、2000年6月12日に64ビットの整数/浮動小数点処理ユニットを持ち、3.0GigaFLOPSとワークステーション並の演算性能を持っている「MIPS64 R20K」とライセンス式の組込型プロセッサコア「MIPS64 20Kc」を発表した。クロック周波数は500MHzで、消費電力は2Wと消費電力も低く、将来的には0.15ミクロン技術を採用し、クロック周波数を650 750MHzまで上昇させ、セット・トップ・ボックス、ゲーム機、デジタルテレビなどのコンシューマ機器向けとして出荷する計画である。詳細情報はURL(http://www.mips.com/pressReleases/061200B.html)で知ることができる。米国の組込用マイクロプロセッサ開発会社PTSC(Patriot Scientific)社は、Intel社のマイクロプロセッサ「Pentium」内に存在する「基本マイクロプロセッサ技術」に関して、ソニー、富士通、松下、東芝、NECの5社を相手取り、特許侵害で訴えた。ただし、「Pentium」を開発したIntel社は告訴されていないという不思議な状況で、Intel社は2004年2月4日に、カリフォルニア北部地区連邦地方裁判所にPTSC(Patriot Scientific)社の特許侵害を差し止める命令を求めた訴えを提出した。PTSC(Patriot Scientific)社はこのIntel社の訴えに対し、2004年2月6日に声明を発表したが、この時点になってもIntel社を訴えていない。詳細情報はURL(http://www.ptsc.com/press/press48.htm)または、URL(http://www.ptsc.com/press/press50.htm)または、URL(http://www.ptsc.com/press/press51.htm)または、URL(http://www.ptsc.com/press/press52.htm)または、URL(http://www.ptsc.com/press/press53.htm)で知ることができる。International Herald Tribuneは2007年10月30日に、IBMが捨てられたコンピュータ・チップ・ウエハース(computer-chip wafers)をソーラー・パネルに再生するためのプロセスを開発したと報告した。IBMによると、毎年捨てられた300万のシリコン・ウエハーを再生し、6,000の家庭で利用できる13.5メガWの電力を作り出せるかもしれない。これからも捨てられるシリコン・ウエハーは増え続けることから、これは凄い技術かもしれない。ただし、世界で最も大きいソーラー・パネルメーカーのシャープは、1年間で約710メガWの電力を作り出せることから、まだまだたコンピュータ・チップ・ウエハースをソーラー・パネルに再生する開発は始まったばかりと言える。どんな新しいシリコンも太陽の産業に救援を提供するかもしれない。太陽エネルギーは現在、グローバルな電気の1%未満を作り出しているが、近年、ソーラー・パネル販売は1年あたり30%から40%伸びている。IBMの技術者エリック・ホワイト(Eric White)は、通常、リサイクル業者は、チップから回路を剥取るのに化学物質を使用しているが、IBMによると、コンピュータ・チップ・ウエハースをソーラー・パネルに再生するプロセスは、化学物質を使用するよりさらに使用可能で、より効率的であり、より安く、より簡単であると解説している。IBMでは、2008年から米国にある2つのチッププラントで実装する計画をしていると報告している。さらに、他の会社のプロセスを共有するかもしれないと言っている。詳細情報はURL(http://www.iht.com/articles/2007/10/30/business/ibm.php?WT.mc_id=techalert)で知ることができる。

[メーカーのURL]
●各メーカーのCPUに関する情報があるCPU SiteのURL(http://cpusite.examedia.nl/)
●AMD社のURL(http://www.amd.com/)
●Apple社のURL(http://product.info.apple.com/)
●サイリックス(Cyrix)社のURL(http://www.cyrix.com/)
●IBM社のURL(http://www.ibm.com/)
●Intel社のURL(http://www.intel.com/)
●Motorola社のURL(http://www.mot.com/)
●NationalSemicondactor社のURL(http://www.national.com/)