CPUって？パソコンの頭脳について徹底解説！【第1回目コラム】

どうも、なす（@nasu66com）です。

ゲーミングパソコンと言っても何を買おうか迷いますよね。

また日本語でokレベルの専門用語や沢山のパーツで訳が分からない方も多いと思います。

そこでゲーミングパソコンを買おうと思ってる方にむけて、不定期ですがコラムっぽく書いていこうと思います。

参考になれば幸いです。

みなさん『CPU』はご存知でしょうか？

第一回目はパソコンの心臓部、CPUについて語ろうかと思います。

パソコンゲームをやりたくてPCを買った。

あるいはこれから購入しようとしている人なら、CPUの比較をしたことがあるでしょう。

しかし、実際CPUがどんなもので、その性能がゲームにどう影響するのか。

深く追求したことがない、という人もいらっしゃるでしょう。

CPUはスマートフォンやパソコン、ゲーム機などに組み込まれています。

時間つぶしにソシャゲをしたりSNSで会話したりしますよね？

CPUはそれらのアプリを動かす際に必要になるのです。

購入時にはなるべく性能が高いCPUが搭載されているものを選びたいと思うはず。

しかし、どこを見て性能の良し悪しを判断すれば良いのかが分からない方が多いのが現状です。

 

そこで、今回はCPUとは何か？CPUの性能はどこを見れば良いのかを解説します。

CPUを解説、各メーカーのCPUの性能を比較してみます。

ぜひ参考にしてみてください。

『CPU』とはそもそもどのようなものか？

CPUとはCentral Processing Unit（セントラルプロセッシングユニット）と呼ばれ、コンピューターの制御を行います。

「CPU」と呼ばれることもありますね。

CPUの役割はその名前の通り「演算」することです。

スマートフォンであれば、タップやフリックなどのハードウェアの制御、アプリケーションなどのソフトウェアの制御をCPUが行っているのです。

パソコンのキーボード入力やソフトウェアなどの実行などにCPUが使われています

キーボード入力、ソフトウェアはもちろん、ハードディスクなど周辺機器からデータを受け取り演算・制御します。

これらのデバイスでは、何をするにしてもCPUが不可欠なのです。

パソコンの画面上で起こることは、基本的にCPUの演算処理の結果です。

これがなければパソコンは動かない、まさに文字通りパソコンの心臓です。

パソコン全体からみると小さな部品ですが、その性能はパソコンの性能や価格に直結します。

CPUの制御と演算

CPUはたくさんのトランジスタや半導体素子が集積した装置です。

CPUはパソコンを構成する各機器と、バスと呼ばれるデータの通路でつながっています。

このバスを通して、CPUは各機器を制御したり、メモリ上のデータを読み書きします。

CPUの構造は

• 「制御」を行う部分
• 「演算」を行う部分

の二つにわけられます。

制御部は言わば司令塔

次に処理すべきデータがメモリ上の何処にあるか、それをプログラムセンターというところで記憶します。

そして、その情報を演算部に伝えることで制御します。

演算部はデータ処理

演算部は制御部が伝えたメモリの場所を手掛かりとして、データ処理を行います。

データの処理・演算を行うのは算術論理演算装置（ALU）です。

CPUの性能はどこを見ればいいの？

スマートフォンやパソコンを購入するときに、CPUの性能が記載されている場合があります。

1クロック周波数

クロック（CPUの処理速度を示す数値がクロック数）周波数とは、１秒間にどれだけの処理が行えるかという数値です。

CPUはクロックと呼ばれる周期的な信号で動作しています。

1秒間でどれだけクロックするかを示すのがクロック周波数です。

クロック周波数が大きい値であるほど、より速く処理を行うことができます。

単位はGHzと表記します。

GHzの「G」はギガ（GIGA）＝10億という意味です。

クロック周波数が3GHzであれば、そのCPUは1秒間で30億回の処理ができるという意味です。

つまり、クロック数が高いほど、そのCPU処理速度が速くなるわけです。

ただし、高性能になるほど消費電力が大きくなることには注意してください。

2コア数

CPUの性能を大きく左右するのがコアですね。

コア数とは、CPUに含まれている『コア』の数のことを指します。

コアとは、制御部と演算部を1セットにしたものを指す名称であり、CPUの核になる部分です。

当然のことですが、どんなCPUでも最低1つはコアを搭載しています。

そして、このコアの数がCPUの性能に大きく影響するわけです。

• コアが2つあることを「デュアルコア」
• コアが4つあることを「クアッドコア」

コアが複数あるものを「マルチコア」とも言います。

（コアを18も積んでいる高性能CPUもあります）

複数のコアが集まって、一つのCPUを成しています。

コア数が多いほど処理能力が上がったり、分担処理(複数のソフトを同時に動かす等)が可能になったりします。

3スレッド数

CPUの性能を示すもうひとつの数値がスレッドです。

スレッドとは、そのCPUが1度に行える処理の数のことです。

1コア1スレッドは『1つのコアが1つの処理を行える』という意味になります。

CPUの処理能力が高くても、同時に行える処理の数はスレッド数で決まります。

（それ以上の処理を行うことはできません。）

4キャッシュメモリー

キャッシュメモリーとは、CPUに内蔵されている高速のメモリのことです。

キャッシュメモリはCPUの性能に大きく影響します。

CPUとメモリは別のデバイスであるため、その間には距離があります。

さらに、メモリの処理速度はCPUと比較して遅いです。

このため、いちいちメモリからデータを取り出しているとCPUの動作が遅くなります。

そこで、CPUに高速で処理できるキャッシュメモリを置きます。

メインのメモリーから一時的にデータを保存することで、処理速度を上げることができます。

 

キャッシュメモリは階層に分かれています。

1. 最初にアクセスするものをL1キャッシュ
2. 次にアクセスするものをL2キャッシュ

L3キャッシュまであるCPUもあり、キャッシュメモリが多く搭載される程CPUも高性能になります。

キャッシュメモリと共にCPUの中にはレジスタという記憶領域があります。

レジスタは制御部・演算部にそれぞれあって、CPUが処理を行うときに一時的な記憶領域として使います。

パソコンには他にも記憶を置くメモリと呼ばれるデバイスがいくつもあります。

メインメモリやHDD・SSD、CD/DVDなどもメモリです。

レジスタとキャッシュメモリはCPU内部メモリとも呼ばれます。

5内蔵GPU

内蔵GPUとは、CPUに内蔵されているGPU(グラフィックプロセッシングユニット)のことを指します。

GPUとは、画像や映像の処理に特化したプロセッサであり、画面が綺麗に描写されるのはこのGPUのおかげなのです。

ほとんどのCPUはGPUが内蔵されているため心配はありませんが、一部のCPUにはGPUが内蔵されていません。

特に自作パソコンを作成する方は要注意してください。

IntelとAMDってなに？（CPUの種類）

パソコンなどを購入する場合、よく『Intel』や『AMD』と呼ばれる文字を見かけます。

実はこの2つ、パソコン用CPU製造メーカーを指します。

アメリカのインテル社とAMD社の2つです。

パソコン市場でのシェアはインテル社の方が圧倒的に高いです。

BTOパソコンでもインテル社のCPUの使用率が高いですね。

Intelとは？

Intelとは、アメリカのカリフォルニア州の半導体製造メーカーです。

2019年2月現在販売されている、インテル社のCPUは17種類あります。

主なシリーズはこちら。

• Core i シリーズ
• Pentium
• Celeron
• Atom

店頭で見かけるパソコンの9割以上がこのIntel製のCPUが組み込まれています。

種類が豊富で信頼性が高いため、初めて自作パソコンを作るという場合にはIntel製のCPUがおすすめです。

Atom

「Atom（アトム）」は省電力を重視したCPUで主にタブレット等のモバイル端末や、ネットトップと呼ばれるメールやウェブ閲覧など、ネット用に特価した廉価型パソコンに使用されるCPUです。

CPUは性能が高いと消費電力が激しくなりますよね。

Atomはモバイル機などの使用を想定して造られているため、バッテリーの消費電力が抑えられています。

反面、省電力性の見返りとして、性能は低く抑えられています。

ゲーミングパソコンには基本的に使用されることはないと見て良いでしょう。

Celeron

「Celeron（セレロン）」は廉価型パソコンに使用することを前提に造られているCPUモデルです。

上位モデルである「Core」シリーズが2万円以上するのに対し、Celeronは1万円以下となっています。

できるだけBTOパソコンを安く作りたい場合は、Celeronも選択肢に入るでしょう。

ただし、コストパフォーマンスが重視される反面、処理能力は低めです。

ゲーム用として使う場合、近年の主流の3Dゲームを動かすことは厳しいでしょう。

残念ながらゲーミングパソコン用の選択肢にはならないと言えますね。

Core

「Core（コア）」は現在インテル社が製造販売しているCPUの中心モデルシリーズです。

Coreシリーズは型番や種類でその性能が違います。

性能の幅も広く、コストパフォーマンス重視タイプの「Core i3」から超ハイスペックマシン向けの「Corei9」までさまざまです。

ゲーミングパソコン用としては、最低限でもCore Corei5シリーズの以上のものが要求されるでしょう。

AMDとは？

AMD(アドバンスト・マイクロ・デバイセズ)とは、Intelと同じくアメリカのカリフォルニア州の半導体製造企業です。

AMD社のCPU製品は、インテル社がグレードで分かれていたのに対し、用途別に分類されます。

AMDはグラフィックボードに強いメーカーですね。

そのため、CPUにもグラフィック処理のためのGPUを内蔵している製品があるのが特徴です。

ゲーミング用としてはどうか？

ゲーミングパソコン用として使用されることのあるCPUは

• Fusion
• FX
• Zen

などがあります。

Intelに比べると知名度で劣りますが、RyzenをはじめとしたAMD製のCPUはIntelに負けない性能を持っています。

スマートフォンのCPUに使用されている場合もあります。

また、AMDのCPUは比較的安価であることがメリットであり、安く自作したいという方におすすめです。

パソコンのグレード

パソコンは「ローエンド」「ミドルレンジ」「ハイエンド」と呼ばれる3つのグレードに大別できますよね。

このグレードはCPUを始めとするパソコンの性能の程度を総合的にまとめたものです。

• 「ローエンド」はコストパフォーマンスを重視する低価格帯のパソコンを指します
• 「ミドルレンジ」は性能・価格のバランスが取れた中堅クラスのパソコンを指します
• 「ハイエンド」は高い機能と性能を持つ、主に上級者向けのパソコンです

ローエンドパソコンは、低価格を重視し、最小限の性能で構成されています。

そのため、ゲーミングパソコンには向いていません。

5万円程度の低価格ゲーミングパソコンもありますが、性能は期待できないのが実情ですね。

ローエンドのゲーミングパソコン向きのCPU

10万円以下のゲーミングパソコンがローエンドに該当します。

ローエンドのゲーミングパソコンは使い方が限定されます。

主に無料のオンラインゲームやフリーゲームといった「軽い」ゲームならプレイできるでしょう。

クオリティの高いグラフィックでのプレイは望めませんね。

ローエンドゲーミングパソコン用のCPUとして選択できるのは、インテルCorei5-7400くらいしかありません。

グラフィックボードの選択次第では、それなりに遊べる環境を作ることもできるでしょう。

ミドルレンジのゲーミングパソコン向きのCPU

10万円から20万円程度のゲーミングパソコンがミドルレンジに該当します。

ゲーミングパソコンとして最もよく売れる価格帯でもあります。

このクラスのパソコンであれば、3Dゲームでも支障なく遊ぶことができます。

CPUもそれなりのグレードのものが搭載されます。

パワー不足を感じてもグラフィックボードの交換で対応が効くことが多いです。

 

10万円台前半のゲーミングパソコンで採用されることが多いのはインテルCore i7-8700です。

10万円台後半のゲーミングパソコンでは、Core i7-9700Kという選択肢もありますね。

ハイエンドのゲーミングパソコン向きCPU

予算20万円以上あれば、ハイエンドマシンが作れます。

このクラスになれば、ヌルヌル動く3Dゲームを最高画質でプレイできるでしょう。

グラフィックボードの選択次第では4Kグラフィックゲームもプレイ可能です。

eSPORTSのプレイヤーが選択するのもこのクラスですよね。

また、VRゲームもこのクラスのパソコンであれば快適にプレイできるでしょう。

25万円以下のハイエンドマシンのCPUはCore i7-9700Kが中心となります。

25万円以上なら、Core i9-9900K以上のCPUも選択肢に入ってきます。

まとめ CPUの性能でデバイスの快適さが決まる！

CPUは演算と制御を担当するパソコンの心臓部とも言えるパーツですよね。

CPUの性能を知ることで、パソコンやスマートフォンの快適さを予想することができます。

ミドルレンジ以上のCPUを使うことを考えてくださいね。

ただ、ゲーミングパソコンの性能はCPUだけで決定するものではありません。

グラフィックボードの選択も、ゲーミングパソコンの性能に大きく影響します。

（次回その話をしたいと思います！）

パワーの弱いCPUでもグラフィックボード次第で補える場合も。

BTOパソコンを作ろうと考えている方は店員さんに相談してみましょう。

要望をしっかり伝えれば、コストを抑えて希望するスペックのゲーミングパソコンを作ることもできるでしょう。

CPUはこれらのデバイスの中心になるパーツであるため、購入時にチェックしておくことが大切です。

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