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CPUの基礎知識

処理速度・パワーが決まるCPU

CPUは、パソコンを動作させるエンジンのようなものです。また複雑な計算や演算も行うのでパソコンの動作速度・処理速度などにも関わってきます。
パソコンには必ずCPUが付いています。
このページでは自作パソコンで使用するCPUの特徴やメリットについて解説しています。

Core iシリーズの時代

CPUは、特に技術進歩の著しい部品です。
10年前、5年前のCPUの数倍、数十倍の高性能なCPUが続々と登場しています。
特に高性能かどうかの基準となるのが、マルチコアCPUかどうかという点になります。
Core 2 DuoというCPUの登場以降が、マルチコアCPUの幕開けといわれていて、現在主流のCPUは、Core iシリーズで2コア、4コアになっています。
これからパソコンを自作するという場合は、基本的にCPUは Intel Core iシリーズ、またはその下位版である Pentium、Celeronを使用することが一番多いと思います。

Core iシリーズ

  • Core i7
  • Core i5
  • Core i3
  • Core iシリーズ下位版

  • Pentium
  • Celeron
  • 世代

    Core iシリーズも第一世代から第六世代まであります。

  • 初代・・・・・Nehalem ネハレム
  • 第二世代・・・Sandy-bridge サンディーブリッジ
  • 第三世代・・・Ivy-bridge アイビーブリッジ
  • 第四世代・・・Haswell ハズウェル
  • 第五世代・・・Broadwell ブロードウェル
  • 第六世代・・・Skylake スカイレイク
  • 主なCPUソケットは第一世代 Nehalemは LGA1156、第二世代 Sandy-bridge サンディーブリッジ、第三世代 Ivy-bridge アイビーブリッジはLGA1155です。
    2013年に第四世代 Haswell ハズウェルが登場しました。LGA1150です。
    そして2015年に 第五世代 BroadwellとSkaylakeが登場しました。LGA1150とLGA1151です。
    新しい世代のCPUが出ると前世代、前前世代のCPUは徐々に生産が終わり発売されなくなります。
    現在は Haswell・BroadwellのLGA1150、SkylalkeのLGA1151のCPUが中心となります。
    Core iシリーズは世代が多くて分かりにくいというのはあるかもしれません。
    分かりやすい覚え方がひとつあります。
    それはモデルナンバーを見ることです。

    例えば Core i7、i5、i3は

  • 初代・・・・・Core i7 950、Core i5 670など3桁
  • 第二世代・・・Core i7 2600、Core i3 2100など2000番台
  • 第三世代・・・Core i7 3770、Core i3 3220など3000番台
  • 第四世代・・・Core i7 4770、Core i5 4670など4000番台
  • 第五世代・・・Core i7 5775C、Core i5 5775Cなど5000番台
  • 第六世代・・・Core i7 6700K、Core i3 6320など6000番台
  • 下位版のPentimu、Celeronは

  • 初代・・・・・Pentium G6950のみ
  • 第二世代・・・Pentium G650、Celeron G540など3桁
  • 第三世代・・・Pentium G2120 、Celeron G1610など4桁
  • 第四世代・・・Pentium G3220、Celeron G1810など4桁
  • 第五世代・・・なし
  • 第六世代・・・Pentium G4400、G4520など4桁
  • Core iシリーズは特に分かりやすくなっていますが、PentiumとCeleronも世代ごとに分かるようにはなっています。

    性能

    CPUは、同じ世代・シリーズのものでも性能差があります。
    性能に差があればあるほど、価格もそれだけ違ってきます。
    CPUの性能を見る上では、コア数、スレッド数、キャッシュ、動作周波数などが重要になります。

    コア数

    Core i3、Core i5、Core i7そして下位版のCerelon、Pentium。
    何が違うのかといいます、やはりCPUの核であるコアの数が違います。
    コアが多いとやはりそれだけ同時に処理できる能力があるのです。
    Core i7は4コア、Core i5は4コア、Core i3は2コア。下位版のPentiumは2コア、Celeronは1コア~2コアです。
    これは第一世代~第四世代のCore iシリーズではほぼ同じなので覚えやすいと思います。(若干の例外はあります)

    スレッド数

    スレッドもまたコアと似たようなもので、1つのコアでさらに2つの処理を行うことができると2スレッドとなります。ハイパースレッディングテクノロジーといいます。
    そのCPUがHT(ハイパースレッディングテクノロジー)に対応しているかどうか?スレッド数はいくつか?というところです。
    HTに対応していれば、単純にコア×2がスレッド数になります。

    Core i7は4コア8スレッド(HT対応)、Core i5は4コア4スレッド(HTなし)、Core i3は2コア4スレッド(HT対応)、Pentium・Cerelonは(HTなし)。
    これも第一世代~第四世代のCore iシリーズではほぼ同じです。(若干の例外はあります)

    Core i5はHTには対応していませんが、やはり物理的な4コアなので 2コア4スレッドのCore i3より性能は上になるのです。
    同じ世代・シリーズのものでも、キャッシュや動作周波数が大きいほど性能は高くなります。
    ただ同じ世代・シリーズで性能を見るなら 基本的にモデルナンバーが上位、数字が大きいほうが性能は上なので分かりやすくなっています。

    キャッシュ

    CPU内の一時的な記憶領域(メモリー)。1次キャッシュ(L1)、2次キャッシュ(L2)、3次キャッシュ(L3)とがあります。
    Core iシリーズ以前は 1次キャッシュ、2次キャッシュまででしたが Core iシリーズから3次キャッシュも追加されました。
    キャッシュは CPUに内蔵されている高速な記憶域で、頻繁に使用するデータをおいておき メモリーへのアクセスを減らすことで処理を高速にします。
    速度はL1キャッシュが最も速いのですが容量は少なくなります。L1キャッシュになければ、L2キャッシュ、L2キャッシュになければL3キャッシュとなります。

    Core iシリーズのL3キャッシュは、 全コアで共有し 各コアの必要量に応じて 割り当てを変化させています。
    この仕組みを インテル・スマート・キャッシュともいいます。

    動作周波数

    クロック周波数ともいいます。CPUはクロックという周期的な信号で動作します。
    例えば 3GHzのCPUなら、一秒間に約30億回のクロック
    クロック周波数が高いとそれだけクロック数が多く 処理できる量や回数が増えます。
    同じ世代・シリーズのCPUで比較すると数値が高いほど高性能になります。単位は(ギガヘルツ)。
    このクロック周波数を ユーザー側で手動で上げ 処理能力を高めることをオーバークロックといいます。

    8コア、6コア

    Intelは 各世代のCPUにおいて より高性能・ハイエンドなものを出しています。
    例えば以下のようなものです。

    Core iシリーズ

  • 初代・・・・・Bloomfield・Gulftown、4コア・6コア、LGA1136、X58
  • 第二世代・・・Sandy bridge-E、4コア・6コア、LGA2011、X79
  • 第三世代・・・Ivy Bridge-E、6コア、LGA2011、X79
  • 第四世代・・・Haswell-E、6コア、8コア、LGA2011-v3、X99
  • 通常のCore i7は4コアですが、ハイエンドになると6コア(ヘキサコア)や8コア(オクタコア)があり、これらを Core i7 Extreme Editionともいいます。すべてではありませんが、型番末尾にXが付いていることもあります。
    X58、X79、X99は チップセット名。これらチップセット搭載のマザーボードがハイエンド向けになります。
    CPUソケットもそれぞれ その世代のメインのものとは異なります。
    やや間違いやすいのが モデルナンバーです。
    例えば 第二世代 Sandy-Bridgeは2000番台ですが、Sandy bridge-Eは3000番台。第三世代 Ivy-Bridgeは3000番台ですが、Ivy-Bridge-Eは4000番のようにひとつ数字が上がります。

    末尾のアルファベット

    CPU型番の末尾のアルファベットには そのCPUの特徴が示されています。

  • X・・Extream 特別の意味 性能が高いCPU
  • K・・アンロック対応、オーバークロック可
  • P・・内蔵GPU非搭載、グラフィックボード要
  • S・・性能と消費電力のバランス・効率重視
  • T・・低消費電力
  • C、R・・第五世代のみ 高性能GPU搭載
  • 無印のCPUは、標準的な設計になります。
    オーバークロックを行う場合 正式に対応しているIntelのチップセットは Zから始まるものになります。

    Intel HD Graphics

    Core iシリーズからのCPUに内蔵されいるGPU(グラフィック機能)。
    性能が上がるにつれ末尾に2000、4000、4600、530など数字が付きます。Intel HD Graphics 4000など。
    上位モデルは Intel Iris Graphics、Intel Iris Pro Graphics。
    第一世代 Core iシリーズ 700~900番台、型番末尾 PのCPUは 内蔵GPUは搭載していません。

    チップセット

    Intelは CPUを新たにリリースするときは ほぼ同時にチップセットも提供します。
    「こういうCPUを出すので このチップセットを組み合わせて使いなさい」ということです。
    チップセットは 要するにマザーボードです。CPUを動かす「受け皿」になります。
    チップセットが新たに提供されるときに CPUソケットが変更されるときもあれば、変わらないときもあります。

    ソケットの規格が変わらない場合は、その期間のCPUやチップセットは マザーボードメーカーのアップデートなどもあり 基本的に互換性は保たれます。
    ただし ソケットは同じなのに 互換性がないというのもわずかですがあります。
    CPUを使う際は どのチップセットが推奨か?または互換性があるのか?などチップセット・マザーボードをセットで考えることが大事になってきます。

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