CPU

しーぴーゆー

中央演算処理装置(Central Processing Unit)の略。コンピューターのエンジン。

概要

コンピューターにおける中心的な処理装置(マイクロプロセッサ)。各種演算、メモリへのデータアクセス、各種出入力機器へのデータの出し入れといった処理を行う。

CPUといえば自作PC向けに単体販売されているパソコン向けCPU(インテル・AMDが製造販売しているx64系)のイメージが強いが、世の中に存在するCPUの大半は単体製品としては存在しておらず、メモリや各種周辺LSIなどを統合したMCU(マイクロコントローラ)やSoCとして、さまざまな機器に組み込まれている。

マイクロコントローラやSoCの分野ではARMが圧倒的に強く、したがって世の中のCPUコアの大多数はARMの系列に属する製品が占めている。ARMはスマートフォンやタブレット端末などの携帯機器でも支配的であり、近年(2010年代以降)はスーパーコンピュータにまで進出している。ARMはもともと6502の後継としてパソコン向けに設計されたのだが、アップルが出資して以来ライセンスビジネスに舵を切り、現在の隆盛につながった。

最近のパソコン用CPUにはシステムコントローラ(ノースブリッジ)やグラフィックコントローラ(GPU)といった周辺回路も一緒に集積されていることがほとんどである。さらにMacintoshやSurfaceを筆頭に、ARM ベースのSoCを採用するパソコンも現れている。

有名どころ一覧

CPUなどのマイクロプロセッサを自社で生産しているのはインテルのみであり、他は全て製造を他社に委託している(ファブレスメーカー)。

汎用

AMD	一時はパソコン・サーバー向けを中心にx64に特化していたが、現在はARM互換製品にも力を入れる。GPU統合製品を得意とし、PlayStation 4やPlayStation 5にも採用されている
インテル	現在は主にパソコン・サーバー向けのx64で圧倒的シェアを誇る。過去にはi960など独自開発のRISCプロセッサやARM互換製品などを販売していた
IBM	PowerPC・POWERシリーズ。主にIBMと日立のサーバ機に採用。過去にはPlayStation 3、Wiiなどの据置ゲーム機、Macintoshなどが採用していた
オラクル(旧サン・マイクロシステムズ)・富士通	両社はサーバー分野で協業関係にあり、富士通の開発したSPARC64シリーズがスーパーコンピュータ「京」などに採用されている
ARM	組み込み用途におけるベストセラーCPU「ARMアーキテクチャ」を手がけ、汎用CPUとしては他社がARMからライセンスを受け実装する形態をとっている。長らく組み込み市場に特化していたが、近年はサーバー向けにも展開しており「京」の後継機にも採用された。近年のSoCのコアはたいていこれ
RISC-V	2010年に登場したCPUアーキテクチャの新星。オープンソースでライセンス料不要であることから注目を集めているが採用例はまだ少ない

モバイル機器

ARM	スマートフォンやタブレットPCのSoCに採用されるほとんどのCPUコアがこれである。Nintendo Switchにも採用され、Macintoshもインテルのx64からARMベースの自社SoCに移行した。ゲームボーイアドバンス以降の任天堂の携帯機やPlayStation Vitaにも採用されていた
MIPS	WindowsCE機やPlayStation 2、PlayStation Portableなどに採用されていた。現在は設計者らも事実上の後継であるRISC-Vの開発に移行し、新規採用はほとんどなくなっている
インテル	Atomシリーズ。ARMやMIPSより消費電力が多いので積極的に採用されることは少ないが、x64なのでWindowsタブレットで使われることがある

マイクロコントローラ

ARM	1990年代以降多くのメーカーへのライセンスビジネスを展開しており、ルーターやデジタルカメラのような高性能製品から単純なリモコンのようなものまで分野を問わず幅広く使われる。2011年には70億個、2015年には148億個のコアが販売され、世界で最も売れているCPUシリーズとなっている
MIPS	1990年代から2000年代のプリンターやネットワーク機器、ロボットなどによく使われていたが、競合するARMアーキテクチャに敗れ存在感が薄れつつある
RISC-V	上述のMIPSの設計者らが関わって2010年に立ち上げたオープンソースの命令セット。2010年代後期になってから、多くのメーカーがSSDコントローラなどでの採用を表明している
NXPセミコンダクターズ(旧Freescale)	PowerPCシリーズ、ColdFire
日立製作所	SuperHシリーズ(SH-3,SH-4)。カーナビ、ワンセグ受像機、小惑星探査機はやぶさなど国産の組み込み機器にしばしば使われる。過去にはドリームキャストやセガサターンが採用していた

過去の製品

(レトロPCなどに搭載された。互換品が組み込み向けに今でも生産されている場合がある)

ザイログ	Z80シリーズ	MSX、PC-6001/PC-8001/PC-8801など。過去の組み込み分野では最も多く使われていたCPUであり、パチンコ/パチスロ台では業界団体の内規によりいまだに多く使われる
モトローラ	MC68000シリーズ	過去にX68000等に採用され、後にApple、IBMと組んで開発したPowerPCに移行。その後Freescale(現NXPセミコンダクターズ)としてスピンアウトし、組み込み向けのPowerPCシリーズなどを手がける
モステクノロジー	6502シリーズ	互換品がコモドール64、Atari2600、ファミコン、PCエンジン等ホビーパソコンやゲーム機で広く使われ、組み込み分野でも普及した
インテル	8051シリーズ	初期は単体のMPUだったが、その後は主に組み込み用として用いられる。ビット演算が多く高性能を要求されない用途によく使われ、特にキーボードやUSBコントローラに多く使われていたことで知られるが、ARM系に置き換えられつつある
インテル	80386(i386)シリーズ	80286の後継としてPC/AT互換機、FM-TOWNS、PC-9800シリーズなどのパソコン用CPUとして普及した。そのアーキテクチャはのちにIA-32として定義され、x64に移行するまで広く使われた
NEC	V30(Vシリーズの中核)	8086の互換としてPC-9800Vm シリーズのパソコン用CPUとして普及しNECの事業拡大に好影響した、もちろんインテルが黙っているはずもなく法廷闘争に1988年NECの勝訴になった。(その頃はCPUは20286が主流になっていた)8086機であるPC-9801とE/Fに乗せ換えると処理速度が同一クロックでも向上した。MSDOSからWindowsに切り替わっても当時の自動機はその工場技術者が入手容易なPC-9801とI/Fで専用プログラムを書いたため たとえN88(86)BASIC でも、置き換えが進まず一時生産終了したPC-9801が高値で売買されていた。

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