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CPUとメモリ

キーワード

CPU、クロック、周波数、メモリ


CPU

中央演算装置ともいいます。CPUは,パソコンの全体を制御する制御装置と命令を処理する演算装置からなっています。
 パソコンの内部は,クロック周波数により制御されています。CPUの性能が3GHzということは,1秒間に30億回の動作(厳密ではない)が行われるということです。それでこの数値が大きいほど,処理能力が高いことになります。
 パソコンは機械語というプログラムで動作しますが,機械語の1命令は1クロックで実行できるものもあれば複数クロックを必要とするものもあります。また,演算装置の仕組みもCPUにより異なりますので,CPUの処理能力とクロック周波数とは一致しません(注)が,クロック周波数の高いほうがCPU性能も大きくなります。
 しかし、クロック周波数を上げると消費電力が増大するので、発熱量が増大します。放熱の工夫がなされていますが、それにも限界があり、メーカーはCPUごとに最大クロック周波数が定めています(注2)。

メモリ

主記憶装置,内部記憶装置ともいいます(これに対して,磁気ディスクやCD-Rなどを補助記憶装置。外部記憶装置といいます)。CPUが直接に読んだり書いたりできるのはメモリだけなのです。プログラムやデータは外部記憶装置に保管されていますが,CPUが処理をするときは,それらの処理対象部分はメモリに取り出し,処理結果を外部記憶装置へ書き出しているのです。
 それで,パソコンで同時に多様なことを行うためには,メモリが大きくしておく必要があります。通常は,2GB~8GB程度です。

OSには「32bit」「64bit」などの表示があります。メモリとの関係でいえば、CPUはメモリの中での記憶領域(番地)を指定してアクセスしますが、その番地を表すビット数のことです。32bit=232≒4Gなので、メモリ容量が4GB以上あっても、アクセスできない部分が残ってしまいます。それに対して、64bitならば理論上は171億GBが取り扱えます。

1枚のメモリチップに実装できる容量は技術的に限界があり、容量が増大するとメモリの価格は急激に高くなります。それで数枚のチップを一つのセットにすることが行われています、それをデュアルチャネル(2枚)、トリプルチャネル(3枚)、クアッドチャネル(4枚)などといいます。それにより、複数のメモリでデータを分散して処理を行い、速度を向上させることができます。その技術をDDR(Double Data Rate)といいます。近年はこのようなメモリが主流になってきました。