よくわかるCPUのコアとスレッド

よくわかるCPUのコアとスレッド

「よくわかる」シリーズは難しい部分や専門用語を極限まで減らし、初心者を含めて誰でもわかることを目標にして、各テーマについて解説しています。実際にパソコンに全く詳しくない私の友人に読んでもらい、その感想や意見を反映させてから投稿をしています。

まず、CPUについて簡単に説明します。

CPUは日常生活には欠かせないスマートフォンやパソコンといったコンピューターの頭脳といっても過言ではない部品です。Central Processing Unitの略語であり、日本語だと中央処理装置と言われます。名前からも重要さが伝わってくると思います。

役割としては、電卓に例えると

  1. 打ち込んだ数字や計算記号等のデータを保管している場所(メモリー)からデータを受け取る
  2. 受け取ったデータを元に、計算を行なって結果を求める
  3. 求めた計算結果を画面に出力するための保管場所(メモリー)にデータを受け渡す。

といったような作業を行なっている部分となります。

このような作業を行なっているだけあって、CPUの性能が良いか悪いかでそのCPUを搭載しているコンピューターの性能が大きく左右されてきます。

しかしCPUの仕様を見ていくと多くの要素があり、初めてCPUを詳しく調べようと思ったときに専門用語の多さに混乱してしまうほどです。

今回は、そんなCPUの仕様を見たとき〇コア〇スレッドなどと呼ばれ、CPUの性能を説明する上で1,2番に出てくるコア数スレッド数を説明していきたいと思います。

コア数

CPUの中に計算をすることの出来る頭脳の数を表しています。

元々、一つのCPUでは同時に一つの計算しか行なうことが出来ませんでした。

しかし時が経つにつれOSや、ブラウザなどの複数のソフトウェアを同時に使っていこうとした場合に、1つの計算しか同時に行なうことが出来ないと、やらなければいけない計算(処理)が渋滞してしまい快適にコンピューターを動作させることが難しくなってきました。

これはソフトウェアがの性能が進化していくことで、その分CPUにたくさんの計算をさせるようになったからです。

その解決策として、「CPUの個数を増やして同時に処理(計算)することが出来る数を増やそう!」ということでマルチコア(多コア)化が行なわれました。

近年では昨年発売された「Intel Core i7-8700」や、「intel Core i5-8400」などといった、今まで10年間4コアだったシリーズのCPUが6コアになり飛躍的な性能向上を果たした出来事が私としては記憶に新しいです。

また、AMDというCPU等を製造している会社が昨年より販売している「Ryzen」シリーズも多コアを売りにしています。
このように、近年は性能向上の手段として多コア化が行なわれており10コアを超えるバケモノスペックの製品も発売されています(もちろん価格もバケモノ)。

スマートフォンやタブレットなどのデバイスでも多コア化が進んでおり、Androidに搭載されるCPUの中には8コアのCPUもあります。

消費電力を減らしてバッテリー持ちを増やしたいような製品で使われるCPUは、消費電力の低いCPUと高性能で消費電力の大きいCPUとを組み合わせています。

このような仕組みにすることで、デバイスを使用しない時や簡単な処理を行なう時は消費電力を低くし、重たいゲームなど処理の重い作業をするときは消費電力が高いけれど高性能なCPUを使う、といったような効率の良いコアの使い方をするのでバッテリーに優しいCPUとなっています。

また、コアの数の呼び方として1コアをシングルコア、2コアをデュアルコアと呼ぶこともあります。主に製品として見かけるCPUのコア数としてほかには、4コアをクアッドコア、6コアをヘキサコア、8コアをオクタコア(オクタルコア)があります。

10コア以上を呼ぶときは普通に10コア、12コアなどと呼ぶことが多いです(多分10コアをデカコア、12コアをドデカコアというようになるので呼び方としてかっこよくないからだというのも大きいと思います)。

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スレッド数

そのCPUが同時にいくつの処理を並列に行なうことが出来るのかを表しています。

スレッド数とコア数の違いは、スレッド数が同時に処理を行なうことが出来る数を表しているのに対して、コア数は処理をする計算機(コア)がいくつ入っているかという数を表しています。

なぜコア数とスレッド数に差異が生まれているのかというとコア1つの中で複数の処理を行なうことができる「ハードウェアマルチスレッディング」という技術によって、擬似的にコア数を増やしているように見えるようにしているからです。この技術は、インテルという会社だと「ハイパースレッディングテクノロジー(HTT)」と読んでいます。

この技術は主に、1つのコアが一つ処理をしている時、ほかの処理を請け負うだけの余裕があればその分だけ同時に作業を行なうというものです。そのため、2スレッドであることと2コアであることは同じ意味ではないのです。

たとえば4コア4スレッドのCPUは、1コアあたり1スレッドと1つのコアは1つの処理しか同時に担当しません。しかし2コア4スレッドのCPUだと、1コアあたり2スレッドとなり、1つのコアが2つの処理を担当することができるということになります。

この2つの比較だと、人間と同じように同時に複数の作業を行なうのは1つに専念して作業を行なうよりも大変なので、性能としては4コア4スレッドの方が上となります。

現在、クロック周波数(1秒の間に処理を行なうことが出来るかと言う数)が物理的な限界に近づいてきており、1スレッドあたりの性能向上が昔に比べてかなり落ち着いています。ハードウェアマルチスレッディングはCPUの性能向上にマルチコア化と同じく大きく貢献しており、CPUの今後の性能向上を支える重要な技術となっています。

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