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CPU

CPUとは中央演算処理装置と呼び、パソコン全体の処理を行う計算機である。
パソコンの処理速度は殆どがこのCPUで決まる。

ベースクロック

クロックとは各パーツが動作する際の同期信号のことで、マザーボード上のクロックジェネレーターによって生成される。
各パーツをつなぐ伝送路の通信速度のこと。

FSB

上記ベースクロックに一定倍率を掛けたものがFSBである。
FSBはCPUとノースブリッジを繋ぐ伝送路のことであるが、FSBのみでクロックを指すことが多い。

動作クロック

CPUが一秒間に何回計算出来るかという値で、3GHzのCPUなら1秒間に30億回の計算ができるということ
ベースクロックに一定の倍率を掛けた物が動作クロックとなる。
通常は高い方が高性能だが、動作クロックが低くてもFSBが高い場合
逆転することがある。

例えば動作クロックが3000MHzの「Core 2 Duo E8400」では
ベースクロックが333MHzなので、333x9=2997MHzで約3000となる。
FSBは333MHzx4で1333MHzとなる。FSBにCPUの内部倍率を掛けても1333*2.25=2999.25となり同じことである。
つまりこのCPUを動作させるためには、マザーボードがFSB1333MHzに対応している必要がある。

ビット数

動作クロックが1秒間の計算回数を表す物に対し、ビット数は1回辺り何桁の計算ができるかという値である。
パソコン内部では2進数で計算が行われているため、8ビットなら2の8乗で256通り、64ビットなら約1844京通りの数を表現できる。

CPUの性能

CPUの性能は、基本的にビット数と動作クロックで決まるが、パソコン全体の性能はボトルネックの有無によっても左右されるため一概には言えない。同シリーズなら動作クロックが高い方が高性能と思ってよい。

CPUの構造

ダイ

ダイとはCPUの回路全体を指し、シリーズによって複数個のダイが存在する場合もある。

コア

コアとはダイに内包される演算部分のことで数億個のトランジスタなどで構成されている。

パッケージ

パッケージとは、CPU本体そのもののこと。
ダイをそのまま取り扱うことは難しいため、キャパシティタなどと共にパッケージに纏められている。

ヒートスプレッダ

パッケージの表面にある、金属製のパーツ。
ダイの破損を防ぐと共に、動作時に出る熱を効率的に冷却装置へ伝える役割を持つ。

ソケット

CPUパッケージ裏側にある、マザーボードと電気信号をやりとるするための接点で、
インテルに多いLGAパッケージとAMDに多いPGAパッケージがある。
LGAパッケージはマザーボード側にピンがあり、CPU側に接点。
PGAパッケージはCPU側にピンがあり、マザーボード側に接点がある。

ソケット名に含まれる数字はピンの本数を表していることが多い。

• インテルのソケット
  • Socket478　Pentium4など
  • LGA775　Pentium4,Core2 Duo,Pentium Dual-Coreなど
  • LGA1156　Core i3,i5,i7,Pentium G,Celeron Dual-Core
  • LGA1155 　Core i3,i5,i7,Pentium G,Celeron Dual-Core
  • LGA1366　Core i7,Xeon
  • LGA2011　Core i7,Xeon
• AMDのソケット
  • Socket 939　Athlon 64
  • Socket AM2　Athlon X2など
  • Socket AM2+　Athlon 64 X2など
  • Socket AM3　Phenom IIなど

用語

マルチコア

マルチコアはコアを複数持つことで一つの作業を並列して行い、処理を高速化する技術。
現在2～6個のコアを持つ製品が販売されている。
HT(ハイパースレッディングテクノロジー)対応のCPUでは、OS側で仮想的に物理コア数の倍のコア数で認識される。

製造プロセス

CPUの内部の回路を構成する線の細さのこと。
製造プロセスが微細化すれば、同じ面積により多くの回路を詰め込めるため、発熱量が下がり高性能化出来る。
製造プロセスもマザーボードによって対応するCPUが異なるので注意。

TDP

TDPとは熱設計電力ともいい、設計上想定される最大の発熱量のこと。
最大発熱量時の消費電力(単位はワット)で表し、発熱量の目安となる。
前述の製造プロセスによって異なり、最近のものは同性能であれば発熱量が少なくなっている。

キャッシュ

メモリとの速度差を埋めるためCPU内部に設けられた記憶装置。
L1～L3まであり、L1は最も高速だが容量が少ない。L3は容量が多いが低速。
この仕組みはパソコン全体にも当てはまり、CPU内部のL1キャッシュが最も高速だが容量が少なく、＞メモリ＞ハードディスクとCPUから離れるに従って低速になるが容量は多くなる。

体感速度は動作クロックだけでなく、キャッシュ容量によって決まることも多い。

CPUのシリーズ

INTEL
シリーズ名	概要	ソケット
Petium 4	2000年に発表されたシングルコアのCPU。 製造プロセスは65～180nm	Socket 423,Socket 478,LGA 775
Pentium D	2005年に発表された、Pentium 4 をデュアルコア化したCPU。 高クロック化による消費電力の増大と発熱量の増加により、 Core 2シリーズに置き換えられた。製造プロセスは65～90nm	LGA 775
Celeron(D)	Pentium又はCore 2 シリーズの廉価版。 キャッシュ容量を削減するなどで安価を実現している。 長きに渡って販売されて来たためモデルは多種多様。 製造プロセスは65～250nm	Slot1,Socket 370,Socket 478,LGA 775,LGA 1156
Celeron Dual-Core	Core 2シリーズの最廉価版でデュアルコアのCPU。Pentium Dual-Coreよりもキャッシュ容量が削減されている。	LGA 775
Pentium Dual-Core	2007年に発表されたデュアルコアのCPU。Pentiumという名称だが実質Core 2 duoの廉価版。Pentium Dと名称が似ているが全くの別物なので注意。	LGA 775,LGA 1156
Core 2		LGA 775
Core i3		LGA 1156
Core i5		LGA 1156
Core i7		LGA 1156,LGA 1366

AMD
Athlon (64)
Athlon X2
Athlon II
Phenom
Phenom II

現在購入するのであれば、インテルでは少なくともCerelon Dual-Core以上。
AMDではAthlon X2 以上が実用的な選択肢。
ネット程度であれば廉価なCPUで十分だが、3Dゲームや画像処理をしたりするのであればCore 2以上は必要になる。

CPUクーラー

CPUは多くの熱を発生するため、冷却せずに使用するとオーバーヒートして故障する。
それを防ぐためにファンを用いて冷却するのがCPUクーラー。
パッケージに入ったCPUにはあらかじめメーカー純正のクーラーがセットされているが、
CPU単体のバルク品を購入した場合は付属しないので別途購入する必要がある。

クーラーがセットされている場合も、付属のクーラーはファンが煩かったり冷却性がよくなかったりするため
別途クーラーを購入する場合が多い。

多くのCPUクーラーは

• ファン
• ヒートシンク

から成り立っており、ヒートシンクの下部がCPU上のヒートスプレッダに接触するように設置する。
付属のCPUファンを使用する場合は、予め熱伝導用グリスが塗ってあったり付属しているが、そうでない場合は別途必要となる。

ヒートシンクは表面積を増やして熱を逃がしやすくするために使われる。
ファンによっては熱伝導性を高めるためヒートパイプと呼ばれる管を用いて熱を効率的にヒートシンクへ移動させるものもある。

選ぶ際のポイント

まずはメーカーも含めてマザーボードに対応しているか。
対応リストはマザーボードメーカーのホームページなどで見ることが出来る。
同じ型番でも製造時期で仕様が異なることがある(ステッピング)、対応リストに記載されていてもステッピングによっては動作しないこともあるので注意が必要である。マザーボードメーカー側のBIOSアップデートによって対応される場合もある。

次に性能や発熱量などである。
コア数は、現在新品で入手できるCPUではデュアルコアが主流なので必然的にそうなる。
クアッドコアは動作クロックが低く、並列処理できるプログラムで無ければあまりその恩恵を受けられない。

CPUの性能比較やベンチマークは、あくまでもソフトで測った数値であるため実際の体感速度とは差がある場合がある。
なので鵜呑みにせず、あくまでも参考程度に。

付属CPUクーラーの静音性や冷却性能は、換装することで改善可能なのであまり気にする必要はない。