CPU


CPUとは?


CPUって簡単にいえどばなんなの?と聞かれたら「Central Processing Unit」の略称でPCの頭脳にあたりPCの中心的な部品。中央演算装置とも言う」と言えば十分なのですが、ここではもっと詳しく分かる範囲で解説 をしていきたいと思います。


☆CPUの知識☆…基礎編


ここで解説する事


よくCMとかで「ペンティアム2−400MHz搭載っっ!!・・」などと広告しているのをよく聞きます。
PCなどを少しかじっている人なんかは聞けばスグに分かるのですが、分からない人にとっては何がなんだかサッパリのようです。

『ペンティアム』というのはCPUの名前です。インテルという大手の企業が作っています。他にもCPUを作っている会社があります。

1…CPUってドコの会社がつくってるの?


現在、CPUを作っているメジャーな会社は全部で5つです。
intel(インテル)社
CPU製造メーカーの老舗。Pentium(ペンティアム)シリーズを製造、現在事実上、世の中に出回っているCPUの大半はインテルが製造しています。インテルが出したCPUにの数々については、インテルとCPUの歴史という所で紹介しています。

★インテル社の主なCPU★

  • Pentium・MMX−Pentium
  • Pentium−Pro
  • Pentium−2 ・ celeron(セレロン)・Xeon (ジーオン)
  • Pentium−3など

AMD(エー・エム・ディ)社
現在、インテルとCPUの市場で激しく争っている会社。コストパフォーマンスが高いCPU「K6(ケーロク)」を出していて、性能も「Pentium」シリーズに匹敵しています。ただ、総合的にみると「Pentium」シリーズに負けています。新型CPUの「K7(ケーナナ)」で巻き返しを計ります。筆者が大好きな会社の一つ

★AMD社の主なCPU★

  • K5(ケーゴ)
  • K6・K6−2 3D Now!
  • K6−3
Cyrix(サイリックス)社
インテルを退社した人達が設立した会社
自社工場を持っておらず、CPUを実際に作っているのはIBM社とSCSが担当しています。AMD社やintel社には一歩遅れを取っています。開発中の「M3」(Japlapeno)や「M4」(Serrano)に期待がかかります。

★Cyrix社の主なCPU★

  • 6x86(通称M1)
  • 6x86MX(通称M2)
IDT社
CPUの性能は他社のCPUに劣りますが、安い。とにかく安い!!現在は「Winchip3」「Winchip4」を開発しています。特に「Winchip4」は「Pentium−3」並みの性能になるそうです。詳しいことはまだ分かりませんがCPU業界に新旋風を巻き起こす事ができるでしょうか?

★IDT社の主なCPU★

  • IDT Winchip2
  • IDT Winchip C6
Rise Technology社
近ごろ、このCPU業界に新たに参入してきた会社。そのCPUの性能は・・はっきしいって判りません(爆)。ただ、CPUの仕様を見てみると「Pentium−2」や「K6−2」に匹敵する性能です。これからの活動に期待がかかります。

★Rise Technology社の主なCPU★

  • mP6
  • mP6−2



2…CPUってPCのドコに差してあるの?また、CPUの差し込み口に種類はあるの?

PCのフタを開けると何やらいろいろな物が板にゴチャゴチャついています。その板のことをマザ−ボ−ド(メインボードとも、以下M/Bと表記)といいます。M/Bについては マザーボードについてで詳しく解説します。M/Bには電源ケーブルが接続されていて、CPUはその付近に大抵、差してあります。(マザーボードのレイアウトにより違う場所に付いている時もあります)
CPUを差し込むところ(ソケットといいます)の形は今の所6種類あります。CPUの形とCPUのソケットの形が違うと当然の事ですがCPUをソケットに差し込む事はできません。(*注1*)PCを自作する時に注意しておきたい点の一つです。

Socket5
i486シリーズ(DX〜DX4)が付けられるソケット。
今となっては、懐かしいCPUを付けることのできるソケット
Socket7
Pentium60MHz〜MMXPentium233MHz・AMDのK5、K6・CyrixのM1、M2などで、1でリストアップした会社のほとんどはこのSocket7に対応したCPUをつくっています。インテル社は現在Socket7対応のCPUの開発はしておらず、事実上Socket7の市場から撤退しています。いまはAMD社がSocket7市場の覇者となっており、AMD社の「K6−3」はインテル社の「Pentium−3」に勝るとも劣らない性能をもっています。

大きさ:5.0cm×5.0cm四方
Socket8
Pentium−Proのみが差せるソケットで主にサーバー用のPCにつけられています。サイズも結構大きめです。

大きさ:6.9cm×8.2cm四方
Slot1
現在、Socet7としのぎを削っている規格。今の所こちらがかなり優勢です。Socet7を応援している筆者はカナシイ(;__;)

Slot1はそのソケット(スロット)の形が一番の特徴といえるでしょう。今までは(Socket8までは)ソケットは四角形の形をしたものでした。しかしこのSlot1のソケット(スロット)の形はファミコンのカートリッジのような形をしています。また、このSlot1は「Socket7の進化型」と位置づけることができます。
現在、対応しているCPUはPentium−2 233MHz〜Pentium−3 500MHzまでとCeleron 266MHz〜333MHz(370Pin版Celeronは除く:後述)です。
Slot2
今の所Xeon のみが対応している規格。このソケット(スロット)もファミコンのカートリッジの差し込み 口をしています。Slot1とも形はよく似ています。しかしソケットの形は微妙に違うのです。ですからSlot1対応のCPUはSlot2に差すことは不可能です。また、Slot2対応のCPUもSlot1に差すことは不可能です。この点を注意してください。ちなみにSlot2は「Socket8の進化型」と位置 づけることができます。
Socket370
Celeronには2つの種類があります。
1つはSlot1対応のCeleron、そしてもう1つがSocket370に対応しているSocket370(PGA370)です。このソケットはSocket7によく似ていますが微妙に違います。このソケットの形も「Socket7の進化型」と 位置づけることができるでしょう。



CPUについているファン。意味あるの?


CPUを冷やす意味。

電気製品は使っていると熱が出ます。CPUも然りです。
極力熱が出ないように工夫はされているのですが、冷やさないとCPUは熱で壊れてしまいます。
 intelのCPU「80386」「80486」は消費電力が少なかった為CPUも冷やす必要がありませんでした。
しかし時代が進み、CPUが高性能になってくるとCPUの消費電力が増加してきて現在はCPUには冷却が必要不可欠となってきています。
では、そのCPUを冷やす道具について少し見てみましょう。

1・ヒートシンク

剣山のような形をしているのが特徴で、空気との接触面積を増やして熱を逃がすのが目的です。
材質はアルミニウムが使われています。
 ヒートシンクは見た目はあんまり冷えそうにありませんが、結構効果はあります。試しに湯に浸けた(50度くらい)ヒートシンクを水に(15度くらい)浸けてすぐに取り出して触ってみるとひんやりと感じる温度にまで下がっていました。

2・冷却ファン

ヒートシンクの上についているファンのことです。
ファン単体で冷却として使うのは電源ユニットぐらいで、ほとんどはヒートシンクと組み合わせて使います。 ヒートシンクに風を送り込むのがファンの主な仕事です。

3・サーモモジュール

一般に市販されているPCには付いていません。
CPUを「クロックアップ」するとCPUは普通に使っていた時よりも多くの熱を放出します。
「クロックアップ」については「PC ISLAND別館」にて説明してます。
この「サーモモジュール」に電気を流すと「サーモモジュール」の片面は温度を吸収し温度を下げ、もう片方の面では発熱が起こります。 これを利用してCPUを冷やしているのです。この「サーモモジュール」は大きな熱量を吸い上げることができて、手で触ってはいられないほど冷たくなるそうです。
 使い方としてはCPUの上にサーモモジュールを乗せ、そのうえに「ヒートシンク」、「冷却ファン」を乗せて使います。 「サーモモジュール」の片方の 面から発する熱を効果的に逃がす為です。 熱伝導率をよくするために各部の間に「シリコングリス」を塗るときもあります。

CPUの発熱問題に関する技術。

CPUの性能が上がるにつれてCPUの発熱量も上がってきました。
CPUメーカーもただ、CPUの性能だけを追求しているワケではありません。例えば、CPUの駆動電圧を下げれば消費電力も下がります。
また、設計ルール(CPUを構成するゲートの長さ)を狭める事で消費電力を押さえる事が出来ます。
例を挙げると「モバイルMMXPentium166MHz」には2つの種類があります。一つは設計ルールが0.35ミクロンでコア駆動電圧が2.45Vの物で、もう一つは設計ルールが0.25でコア駆動電圧が1.8Vの物です。二つのCPUの消費電力はそれぞれ7.9Wと2.9Wです。 設計ルールを0.1ミクロン狭めるだけで5.0Wも消費電力が下がったことが分かります。

また、CPUの配線材料についても研究が行われています。
MacのPCに採用されている「PowerPC750」というCPUはCPUの配線に銅配線を使用しています。 普通、半導体にはアルミニウムが使われます。加工がしやすいから、というのがその理由です。しかし、どちらの材質がCPUに適しているかということになると銅配線ということになります。
加工はしにくいものの、発熱量がアルミニウムより低く、そのお陰で狭いCPUの中にもっと多くの配線が引け、結果としてCPUの性能が大幅にアップするからです。
 「Pentium・3」はでっかいヒートシンクに冷却ファンが装着されていますが、「PowerPC750」は割と小型のヒートシンクしかついていません。
intelも、もう銅配線を使ったCPUの開発に着手しています。


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