ゲーミングPC

CPUについて【PCパーツの基礎知識】

パソコンパーツの中で特に重要な役割を担う「CPU」の基本的な役割や種類などを解説!

「CPUの選び方「別ページにリンク」」についても詳しく紹介していますので、気になる人は参考にしてみてください。

参考:「CPUの選び方「別ページにリンク」」

CPUとは

CPUはパソコンの「頭脳」

cpuの画像

CPUは「Central Processing Unit(セントラル・プロセッシング・ユニット)」の略語で、パソコンの動作に必要な計算や処理を実行するパーツです。

日本語では「中央処理装置」や「中央演算処理装置」と呼ばれています。

”セントラル“の名の通りパソコンの中枢ともいえる重要なパーツで、CPUの役割は人間でいう「頭脳」のようなもの

単純にCPUの性能が高いほど複雑な処理を高速で行えるので、CPUの性能はパソコン全体の性能を大きく左右します。

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ネット閲覧、動画鑑賞、PCソフトの利用、ゲームetc…

CPUの性能はパソコンでのあらゆる作業に影響してくるよ!

自分のWindows PCに搭載されているCPUの確認方法

自分のパソコンに利用されているCPUは以下の手順で簡単に確認できます。

  1. 画面左下「Windowsマーク」上で右クリック
  2. 一覧の中の「システム」をクリック
  3. 表示された画面の「プロセッサ」項目を確認
cpu確認方法の結果
画像では「Core i9-9900K」を搭載していることが確認できる。

CPUの性能を決める要素

cpu製品情報の画像
情報:Intel

CPUの性能について、人気製品の『Intel Core i7-10700』を例に解説。

画像にはCPUのスペックに関する情報が細かく記されていますが、この中でCPUのパワーを決める重要な項目は次の4つになります。

  • クロック周波数(動作周波数)
  • コア数
  • スレッド数
  • キャッシュ

各項目を詳しく見ていきましょう!

クロック周波数(動作周波数)

周波数イメージ画像

”クロック信号”という一定周期の信号が1秒間でどれほどあるかを示した数字がクロック周波数(動作周波数)。

CPUのクロック周波数は「〇〇GHz」という形式で示され、4.00GHzのCPUなら「1秒あたり約40億回」のクロックがあるということになります。

クロック周波数は処理の速さの目安になる数値で、基本的にクロック周波数が大きければ大きいほどCPUの性能が良く、処理が高速になると思ってOKです。

ここ数年はクロック周波数を向上させることが難しくなっており、代わりに「コアの数を増やす」ことでCPU性能の向上を図ることが多くなっています。

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発熱量の増加、コスト増加の影響でクロック周波数をどんどん上げるということが難しくなってきているんだ。

また、一部のCPU限定ですが「オーバークロック(略称:OC)」という上級者向けの機能が搭載されているCPUも存在します。

参考:オーバークロック(OC)

一部のCPU限定で利用できる、定格周波数の上限を超えたクロック周波数でCPUを動作させる機能のこと。

周波数の上限が上がるので単純に性能の向上が見込めますが、想定外の熱が発生しパーツの故障や不具合が発生する危険性もあります。

オーバークロックによる故障は基本的には製品保証外。不測の事態に対処できる上級者向けの機能であることを覚えておきましょう。

⇒【玄人向け】オーバークロック対応モデル

インテル ターボ・ブースト・テクノロジー

”ターボ状態”の様子をイメージした画像

CPUコアの稼働状況に応じて、定格動作周波数を超えた高速動作(クロックアップ)を可能にする機能のこと。Intelの「Core」シリーズCPUに搭載されています。

オーバークロックと似たような機能ですが、こちらはシステム側が適切なタイミングを判断し自動で動作する機能。動作が保証されている機能なので故障等の心配をする必要はありません。

コア単体の性能を引き上げるのでPCゲームなどで特に有効な機能です。

コア

CPU内部の「コア」のイメージ一例
4コアCPUの動作イメージ

コアとはデータ処理を実行するユニット(場所)のことで、文字通りCPUの核(Core)となる部分です。

コアの数が多ければ多いほど、”複数のソフトを同時に動かす”などのマルチタスク的処理を各コアに分散することが可能になるので、結果的に処理速度がUPします。

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”役割分担“して効率よく処理してくれるんだよ!

コアが一つしかないCPUのことを「シングルコアCPU」と呼び、複数のコアを持つCPUは「マルチコアCPU」「メニーコアCPU」などと呼ばれます。

2020年現在、パソコンに利用されているCPUはマルチコアが主流です。CPUを選ぶ際にはコア数を確認することも大事なポイントになります。

参考:マルチコアCPUの呼び方について
  • 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

コア数を増やすメリット

性能の向上

コア数が増えると分担処理(並列化処理)が可能になるので、処理効率が上昇しCPUの性能は上がります。

単純に処理速度が上がることを意味するので、コア数が多い高性能なCPUを利用するとパソコンの動作がスムーズに感じられたりします。

コア数を増やすデメリット

消費電力や発熱の増加

コアは電力を消費しながら作業を行うので、コア数が増えれば当然、消費電力が上昇します。消費電力が増加する分、発生する熱も増えることになります。

発熱量の増加はCPUパフォーマンスの低下につながるので、コア数が多い高性能CPUにはしっかりとした冷却システム(ハイエンドCPUクーラー、水冷クーラー等)が必須です。

また、消費電力の増加に伴い電源容量(電源ユニット)の変更が必要になる場合もあるので、高スペックなCPUを利用する際には注意しましょう!

⇒おすすめクーラー

⇒オススメ冷却性能PC

スレッド(HTT、SMT)

プロセッサの状態を確認する画像
i9-9900kの情報。16個のプロセッサ構成になっている

スレッド数とはOS上で表示されるCPUのコア数のこと。

Intelのハイパースレッディング(HTT)AMDのSMT機能を利用しているCPUでは、実際のコア数が6コアでもOS上では疑似的に2倍のコア数(12コア)で認識されます

ハイパースレッディングやSMTにより並列処理能力は向上しますが、単純に2倍の性能になるわけではないので注意してください。

HTTとSMT

HTTはハイパースレッティングテクノロジーの略で、SMT機能とも呼ばれます。

コア単体に余力がある場合、その余力部分を活用して別の作業を行えるようにする機能のことで、「4コア8スレッド」「12コア24スレッド」と表記されているCPUがHTT(SMT)に対応しています。

基本的にHTT(SMT)機能が搭載されていればより効率的な処理が可能になるので、CPUの性能は高くなります。

このスレッド数はあくまでも疑似的な表示であり、物理的にコアが分裂して性能が2倍になるわけではないです。例えば「8コア8スレッドCPU」と「4コア8スレッドCPU」であれば、基本的には前者のほうが性能が高いです。

キャッシュ

キャッシュ(キャッシュメモリ)とはCPU専用の小容量メモリのこと。

CPUとPCメモリは常にデータのやり取りをしていますが、その中でも「頻繁に取り扱うデータ」をCPUのキャッシュに記憶しておくことでやり取りの効率化を図っています

キャッシュメモリ容量もCPUの性能に関わってくる重要なポイントで、性能が高いCPUには基本的に大容量のキャッシュメモリが搭載されていることが多いです。

メジャーなCPUのメーカーについて

「Intel」と「amd」のロゴ画像

2020年現在、パソコン向けにCPUを製造している主な企業は「Intel」「AMD」の2社で、各社にはざっくりと以下のような特徴があります。

  • Intel
    • 世界トップシェアを誇る
    • 「Core」シリーズをはじめとした多数のCPUを展開中
    • PCゲームのパフォーマンスに優れているCPUが多くゲーマーに人気
  • AMD
    • 「Ryzen」シリーズCPUを展開
    • 高性能でコスパの高いCPUが多く、自作ユーザーから人気が高い
    • 映像編集やCPUエンコードなどのクリエイティブ系作業に特に強い

この2社同士のCPUに互換性はいのでPCのパーツ(マザーボード)を使いまわすことはできないです。Intel製CPU ⇔ AMD製CPUで取り換える際には同時にマザーボードの交換も必須になります。

また、Intel製CPU同士の中でも発売時期(世代)によって対応するマザーボードが変わってくることがあるので注意しましょう。

「Intel(インテル)」の主なCPUラインナップ

2020年現在、市場に流通しているインテル製CPUの主なシリーズをざっくりと紹介。

Celeron(セレロン)

Intel製CPU「Celeron(セレロン)」ロゴ画像

低価格なCPU。

お手頃価格なデスクトップPC、モバイルPCによく利用されています。

Pentium(ペンティアム)

Intel製CPU「pentium(ペンティアム)」ロゴ画像

セレロンと同じくこちらも低価格なデスクトップPCやモバイルPCに利用されるCPU。TDPが低く省電力性に優れています。

「Core」シリーズ(i3~i9)

Intel製CPU「core シリーズ」のロゴ画像

Intel製CPUで一番メジャーなシリーズ。

性能を抑えた低価格なモデルから超高性能で高価なモデルまで、たくさんのラインナップが用意されています。基本的に「Core i〇」の○部分の数字が大きいものほど高性能です。

ゲーミング性能の高さで人気があり、BTOパソコンなどではこのCoreシリーズCPUが搭載されていることが多いです。

XEON

Intel製CPU「xeon」のロゴ画像

サーバー運用やワークステーション等に利用されるビジネス向けCPU。

AMDのCPUラインナップ

2020年現在、市場に流通しているAMD製CPUの主なシリーズをざっくりと紹介。

Athlon

amd製CPU「Athlon」のロゴ画像

省電力で低価格なCPU。

一部のモデルではオーバークロックも可能で、自作ユーザーからの人気が高いです。

「Ryzen」シリーズ

amd製CPU「Ryzen」のロゴ画像

マルチスレッド性能が高くクリエイティブ用途に強いCPUを数多く展開中。

基本的に「Ryzen 〇」の○部分の数字が大きいものほど高性能です。

コスパの高さが影響して人気急上昇中の、2020年注目ブランドです。