CPUとは？パソコンの選び方に関わる「CPUの仕組み・性能」をわかりやすく紹介！

CPUとは何かをわかりやすく紹介！CPUの仕組み・性能を知ってパソコンに強くなる

 

CPUとは何か具体的に説明できますか？ CPUはパソコンを使っている人なら１度は見聞きしたことがあるワードですよね。しかしながら、「CPUの仕組みや性能の比較方法や選び方がわかるか？」と言われると、わかりそうで実は意外と曖昧だったりするワードではないでしょうか？

 

そこでCPUを出来るだけわかりやすく紹介すると共に、CPUの具体的な機能や仕組みを専門的な知見も踏まえ紹介します。

 

 

わかりやすくCPUを例えるなら「人間の脳」！？

まずはイメージしてもらいやすくするため結論から言います。

わかりやすくCPUを例えるなら、CPUは人間でいうところの脳と似た働き（計算したり考える機能）を有するものです。

 

CPUは色んな事を計算したり、考えて答えを出すといった働きをします。人間が持つ「頭脳」の働きに相当しますよね。

 

人間にとって頭脳は計り知れないほどに重要な部位であることは明らかですね。あらゆる動物がいる地球上で、人間が自由に生活できたり、動物界で地位を確立できているのは人間は他の動物よりも頭脳が発達しているからです。

 

そう考えれば、どれだけCPUがパソコンにとって重要なものかイメージしてもらえたかと思います。

 

パソコンごとにCPUの性能は異なる

人間ごとに異なる頭脳を持っているように、パソコンにもそれぞれ異なるCPUを持っています。良いCPUを持っている高価なパソコンもあれば、逆にコストパフォーマンスを踏まえて敢えて計算処理が遅いCPUを備える安価なパソコンもあります。

そのため、パソコンを選ぶ際にはパソコンの利用目的に合わせたレベルのCPUを用意するようにしましょう。そうしなければ処理が遅すぎたり、逆に必要以上に高価なパソコンを買うはめになります。

パソコンの知識が無い最初のうちは、店員さんやパソコンに詳しい知り合いに相談してパソコンを選ぶと良いでしょう。

 

良いパソコンはCPUの選び方で決まる？

CPUがどれだけ重要かは理解できたと思います。では、高性能なパソコンを買いたいと考えた時には、CPUさえ理解していれば良いでしょうか？

 

実は、CPUだけではパソコンの性能を判断することはできません。

 

あくまで処理速度だけを考慮すれば、高速なCPUを選べば間違いはないかと思います。しかしながら、もしパソコンを用意したいと思ったなら、CPU以外にも総合的に判断し購入を検討するのが良いでしょう。

 

以下が主にパソコンを選ぶ際に考慮したいポイントになります。

パソコンを選ぶ際に考慮すべきポイント

• CPU
• メモリ
• 容量
• サポート体制
• 利用目的 / 用途
• アプリケーション
• インタフェース
• デザイン
• 予算（費用対効果）

など

上記以外にも様々なポイントが考えられますが、何より考慮すべきなのは利用目的/用途に合わせたパソコンであることです。利用目的に合わせたパソコンかどうか判断できない時は上記で紹介したとおり、店員や詳しい人に相談しつつ選ぶようにすると良いでしょう。

 

 

以上で

• CPUについての大体のイメージ（人で例えるなら頭脳）
• パソコンの選び方（用途に合わせる・詳しい人に相談する）

は理解できたかと思います。

 

 

以降は、より詳しく知りたい人に向けて少し専門的にCPUを紹介します。

例などに置き換えて、できるだけわかりやすく紹介しているので比較的理解しやすいと思いますが、専門的な理解を進めたい人だけご覧いただければ良いかと思います。

 

CPUとは？

CPUとはCentral Processing Unitの略で、「中央演算処理装置」のことを意味します。

と言われてもピンと来る人は少ないですよね。

 

ピンと来ない人は、具体的なCPUの機能を知れば「CPUとは何か」が理解できます。CPUはコンピュータを構成する重要な部品の１つですが、主に以下２つの機能を持っています。

 

CPUの仕組み：機能１．演算機能

データの算術計算（足し算、引き算など）を行ったり、論理演算をおこなう機能です。

論理演算は聞きなれない人もいるかもしれませんが、論理演算とは、論理積（対象物はAかつBか？）と論理和（対象物はAかBに含まれるか？）の真偽を判定することです。

 

CPUの仕組み：機能２．制御機能

CPUは、パソコン内にある主記憶装置とよばれる部分から、処理の内容（命令）を取り出し、解読・実行します。更に必要に応じて、入力装置や出力装置を制御します。

わかりやすく人間に例えて考えてみましょう。

人間は「両足を動かして歩きたい！」と思った時でも、両足が勝手に動いたりはしません。もし両足が勝手に動いてしまうなら、どこに行くのか本人でもわからなくなってしまいます。

つまり、両足を動かして歩いている際にも、あくまで人間の頭脳が両足を制御して動かしていることがわかります。パソコンでも同じことが言えます。あくまでCPUが考えて、各装置を制御しているということになります。

 

上記２つの機能は、人間が頭を使って考える動作に似ていますよね。なのでCPUは人間の脳にあたるパーツのような物だと考えると良いでしょう。

 

 

CPUの処理能力を評価する指標

CPUの処理能力を評価する指標として代表的な４つの指標があります。以下に挙げるCPUの４つの指標を比較することで、どのパソコンの性能が良いかを判断することができるようになります。

 

１．クロック周波数

CPUはパルス発生器が発生するクロックパルスの周波数に合わせて作動しますが、この周波数がクロック周波数と呼ばれています。

上記は専門用語ばかりでわかりにくいですが、要は電子回路が出す電流や電波の周波数に合わせてCPUが動作しているということを意味しています。

更にわかりやすくすると、音楽のテンポやビート(bpm)に似ています。早いテンポであるほど、音楽に合わせようとすると身体が素早く動きますよね。それと同じように電子回路の出す信号の速さに合わせてCPUがスピードを合わせて動きます。

 

つまり、パソコンを選ぶ際に処理速度が速いパソコンを選びたいなら、クロック周波数の値が大きいパソコンを選ぶと良い（高速）ということになります。クロック周波数はHz（ヘルツ）で表現され、CPUの説明書きのところに○○GHz(ギガヘルツ)と値が記されていることが多いです。

 

２．CPI（Cycles Per Instruction）

CPIは１つの命令を実行する際に必要となる平均クロック周期数を表します。

※CPIは専門性の高い技術者がパソコンの性能を測定・分析する指標なので、基本的にパソコンの購入の際にスペック表に載ってないものです。なので通常利用では気にする必要はありません。

強いていうなら、値が小さいほど演算処理速度が速いことを意味する指標です。

 

３．MIPS (Million Instructions Per Second)

MIPSは「１秒間に実行できる命令数を百万単位で表した指標」です。

※MIPSも専門性の高い技術者がパソコンの性能を測定・分析する指標なので、基本的にパソコンの購入の際にスペック表に載ってないものです。なので通常利用では気にする必要はありません。

1MIPSは１秒間に１００万回の命令を実行できることを意味しています。そのためMIPSの数値が高い程、高速ということになります。

 

４．FLOPS (Floating point Operations Per Second)

FLOPSは「１秒間に何十億回の浮動小数点演算を実行できるか」を表した指標です。

※FLOPSも専門性の高い技術者がパソコンの性能を測定・分析する指標なので、基本的にパソコンの購入の際にスペック表に載ってないものです。なので通常利用では気にする必要はありません。

1FLOPSは、１秒間に１０億回の浮動小数点演算を実行できることを意味しています。そのためFLOPSの数値が高い程、高速ということになります。

 

 

高スペックなCPUに欠かせない「CPUの高速化技術」

処理速度の速い高価なパソコンに搭載されているCPUには、高速化技術が利用されていることが多いです。CPUの高速化技術は、主に並行でいくつもの処理を同時作業するような技術が該当します。

具体的には以下に挙げるようなものが、CPUの高速化技術として知られています。

CPUの高速化技術の例

• パイプライン制御
• マルチプロセッサ
• マルチコア

など

なお技術者でなければ、それほど仕組みまでを理解する必要はないと思います。上記のような言葉を聞けば、「パソコンの処理を早めてくれるもの」くらいに理解しておきましょう。

 

 

CPUは頭脳で処理速度を左右する重要な存在

冒頭で結論を伝えた通り、CPUは人間でいうところの脳にあたる存在です。CPUはパソコンの処理速度を大きく左右します。利用用途に合わせた最適なCPUを理解できるくらいになればバッチリかと思います。

CPUを理解して、パソコンの性能を正しく比較したり、パソコン選びで正しく判断できるようになりましょう。