CPUの役割や性能を表すクロック周波数・コア数・スレッド数・キャッシュなどの意味!

CPUの役割や性能を表すクロック周波数・コア数・スレッド数・キャッシュなどの意味!

パソコンの最も重要なパーツであるCPUを選択する時にスペック表には、クロック周波数・コア数・スレッド数・キャッシュなどが記されています。

これらは、CPUの性能を表す大事な指標であり、この部分を見て目的に合ったCPUを選択していくといいのですが、この性能を表す指標の意味を理解しておくとCPUを比較するさいにも非常に役に立ちます。

そんな、CPUの役割や性能を表すクロック周波数・コア数・スレッド数・キャッシュなどの意味を解説します。

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CPUとは?

CPUは、Central Processing Unit(中央処理装置)の略で、人間に例えると頭脳にあたり、コンピューターの制御や演算を行うもっとも重要な役割を担っており、制御装置・演算装置・レジスタ・記憶装置とのインターフェース・入出力装置とのインターフェースの部分から成り立っています。

制御装置の部分では、命令に従ってコンピューターの動作を制御し、演算装置の部分で必要な演算処理を実行します。
このようにCPUの性能がコンピューターの処理能力に大きく関わってくるため、CPUを選択するさいにはコンピューターの使用目的に応じて選択する事が重要になってきます。

CPUの性能を表す表記

クロック周波数

CPUの性能を表す指標の一つに、クロック周波数があります。
クロックとは、CPUの周期的な信号のことを指し、この周期的な信号の間隔が短いほど、一定時間に多くの処理が出来るようになります。

クロック周波数は、1秒間でクロックが何回繰り返されるかを表す数で、例えばクロック周波数が、1GHzのCPUであれば、1秒間に10億回クロックが繰り返されると言う事になります。

このようにCPUのクロック周波数が高い物程、CPUの処理能力が高いと言えますが、その分CPUが熱を帯びてきます。

しっかりとCPUを冷却出来なければ、熱暴走を起こして処理中に動かなくなったり、最悪の場合にはCPU自体が壊れてしまう事もあります。

最近では、クロック周波数5GHzに達するCPUも出ています。

コア数

CPUの性能を表す指標の一つに、コア数があります。
コアとは、CPUの中で処理をする中央処理ユニットの事を指し、このコアの数が増えれば増えるほど、CPUの処理性能は上がります

最近発売されているCPUの中でコア数が多い物は、Intel Xeon Platinum 8180などで、コア数が28となっていますが(販売価格も100万円超え!)、一般的なPC用のCPUとしてはIntel Core i9 7980XE(それでも十分高いです)が18コアとなっています。

ちなみに、このコア数による呼び方は、

  • 1コア:シングルコア
  • 2コア:デュアルコア
  • 3コア:トリプルコア
  • 4コア:クアッドコア
  • 6コア:ヘキサコア
  • 8コア:オクタコア
  • 10コア:デカコア

と呼びますが、12コア以上の場合そのままのコア数で呼ばれ、12コア・18コア・28コアと呼ばれます。

コア数が多くなれば処理能力が上がりますが、CPUにどのような処理をさせるさいにコア数が多い方が良いかというと動画編集時のエンコード処理など時間の掛かる処理で、コア数の差がエンコード処理に掛かる時間に大きな影響を与えます

また、最近のWindows10などではバックグラウンドで色々と動作しているプログラムが多いので、デュアルコア以上のCPUを選んだ方がストレス無く作業が出来るようになります。

映像/動画編集・高解像度の画像編集などの場合は、最低4コア以上のCPUが必須になってきます。

スレッド数

スレッド数とは、1つのコアが同時に処理できる作業の数のことを指し、1コア1スレッドの場合には1つの作業しか出来ませんが、1コア2スレッドの場合には1つのコアで2つの作業を同時に行うことが出来るようになります。

このような技術を、ハイパースレッディング・テクノロジー(Hyper Threading Technology = HTT)と呼びます。
ハイパースレッディング・テクノロジーを使えば、物理的に1つのコアでも、あたかもコアが2つあるように効率的な処理を行うことが出来ます。

ただし、物理的にコア数が増えるわけでは無いので、1コア2スレッドのCPUと2コア1スレッドのCPUの場合は、2コア1スレッドのCPUの方が処理能力が高い場合が多いです。

CPUの能力には、クロック周波数やキャッシュなども影響してくるので、全てにおいてではありません。

キャッシュ

CPUのキャッシュとは、CPU内にある専用の記憶装置の事で、PCに組み込むメモリと同じ原理で動作します。
CPUが頻繁にアクセスするデータは、CPU内にあるキャッシュに一時的に保存されます。パソコンに組み込むメモリよりも高速にデータの読み出し・更新が出来るので、CPUが処理を完了させるのに掛かる時間を短縮する事が出来ます。

CPUのキャッシュは、階層構造になっており、L1(1次キャッシュ)・L2(2次キャッシュ)・L3(3次キャッシュ)と呼ばれます。
一番近いL1キャッシュは、小容量ですが非常に高速なメモリで、通常はCPU自体に内蔵され、下位のキャッシュは上位のキャッシュよりも容量が大きく速度は遅くなります。

キャッシュ容量がどれ位あれば最適かは簡単に言えませんが、最近のCPUでは6~12MBのキャッシュ容量を持った物が多いです。
そして、キャッシュ容量が小さくてクロックスピードが速いCPUよりも、キャッシュ容量が大きくてクロックスピードが遅いCPUの方が処理は早くなるでしょう。

まとめ

CPUは、Central Processing Unit(中央処理装置)の略で、人間に例えると頭脳にあたりコンピューターの制御や演算を行うもっとも重要な役割を担っています。

そのCPUの性能を表す指標として、クロック周波数・コア数・スレッド数・キャッシュがあります。

これらの指標が表している意味は、

  • クロック周波数は、CPUのクロック周波数が高い物ほど処理能力が高い
  • コア数は、CPUの中で処理をする中央処理ユニットの事を指し、このコアの数が増えれば増えるほど、CPUの処理性能は上がる
  • スレッド数は、1つのコアが同時に処理できる作業の数のことを指す
  • キャッシュは、CPU内にあるメモリの事で、パソコンに組み込むメモリよりも高速にデータの読み出し・更新が出来き、CPUが処理を完了させるのに掛かる時間を短縮する事が出来る。

CPUを購入するさいの選択時に、これらの性能を見て選択してみて下さい。

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