ITパスポートコンピュータ

42 プロセッサ

ITパスポート

 

プロセッサ

コンピュータの中心的な処理装置で、命令を解釈して実行する役割を持つ。

中央処理装置(CPU)とも呼ばれ、演算や制御を担当する。

性能は動作速度やコア数などで評価される。

例:インテル製やAMD製のCPUがプロセッサとしてよく使われる。

 

コンピュータの5つの機能

コンピュータが持つ基本的な処理機能で、「入力」「出力」「記憶」「演算」「制御」の5つに分かれる。

それぞれが役割を分担しながら、情報処理を実現している。

この機能分けは、どのコンピュータにも共通する基本構造とされる。

例:キーボードからの入力、画面への出力、HDDへの保存などが該当する。

 

CPU(Central Processing Unit)

コンピュータの中核となる中央処理装置。

命令を読み取り、演算や制御などの基本的な処理を行う。

コンピュータの「頭脳」と呼ばれ、性能の大部分を左右する重要な部品。

例:スマートフォンやパソコンに搭載される高性能なCPUは、処理の速さを決める要素となる。

 

入力

外部からデータをコンピュータに取り込むための機能。

キーボード、マウス、センサなどが入力装置として使われる。

利用者の指示やデータを内部処理につなげる役割がある。

例:検索したい文字をキーボードから入力する。

 

出力

コンピュータで処理した結果を、利用者が確認できるように外部に示す機能。

ディスプレイやプリンタ、スピーカーなどが出力装置にあたる。

入力と対になる処理として扱われる。

例:画面に計算結果を表示する。

 

演算

数値の計算や、データの比較を行う処理機能。

加減乗除などの数式処理や、条件の真偽判断に使われる。

CPU内部の演算装置で実行される。

例:売上から仕入れを引いて利益を求める計算。

 

制御

命令の実行順や、各装置の動作の指示を出す機能。

プログラムの内容に応じて、演算や記憶、入出力の流れを管理する。

コンピュータ全体の司令塔となる役割を果たす。

例:データ入力のあとに自動で保存処理を開始する。

 

記憶

データやプログラムを一時的または恒久的に保存する機能。

主記憶(メモリ)と補助記憶(HDDやSSD)に分類される。

プログラム実行時には主記憶が特に重要となる。

例:作成した文章をファイルとして保存する。

 

マルチコアプロセッサ

1つのプロセッサ内に複数の処理ユニット(コア)を搭載したCPU。

複数の処理を同時に実行できるため、処理効率が向上する。

並列処理が求められるアプリケーションに適している。

例:4コアCPUは、同時に4つの処理を並行して進められる。

 

GPU

画像処理に特化した演算装置(Graphics Processing Unit)。

映像表示や3Dグラフィックス処理などを高速に実行できる。

最近ではAIやシミュレーションにも活用されている。

例:ゲームや動画編集において、高性能なGPUが重要となる。

 

GPGPU

GPUを画像処理以外の一般的な計算にも活用する技術(General-Purpose computing on GPU)。

大量のデータを並列に処理できる特性を活かす。

科学技術計算やAIの学習処理などに用いられている。

例:気象予測シミュレーションにGPGPUが使われている。

 

クロック周波数

CPUが1秒間に何回命令を実行できるかを示す指標で、単位はGHz(ギガヘルツ)。

値が大きいほど、基本的には処理速度が速いとされる。

ただし、実際の性能はコア数や設計にも左右される。

例:2.5GHzのCPUは、毎秒25億回の命令を処理できる。

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