ＣＰＵってそもそも何？

質問

ＰＣのスペックを表すのにＣＰＵ何MHzとかありますけど、
そもそもＣＰＵとは何ぞや？と思うんです。
よくＰＣの頭脳部分だとか聞きますけど抽象的すぎてよく分かりません。
また、MHzとはどういう単位なんでしょう？メモリーのＭＢは記憶容量だと分かるのですが・・・
それから３２bitのＣＰＵが主流と聞きますけど、MHzという単位で表すものが
ここで何故bitが出てくるのでしょう？
よろしくお願いします。

回答No.6

parts · ベストアンサー

Ｑ／そもそもＣＰＵとは何ぞや？

Ａ／はっきり言えば単なる高性能な半導体（LSI）で、データの演算を行うためのLSIです。全ての演算の中枢となる部分で、既に回答があるようにセントラルプロセッシングユニット（中央演算処理装置）の略です。
パソコンの頭脳と呼ばれるのは、中央で全ての処理をこなせる中枢チップであるためです。
（ただ、最近は特に全ての処理を実際に行うことはなく、グラフィックやサウンドなどの別のプロセッサにある程度CPUで処理した命令を送りCPUの処理負担を減らすようになっています）

Ｑ／また、MHzとはどういう単位なんでしょう？

Ａ／MHzとは信号サイクルのことです。１秒間に何回信号が振幅するかを指します。これだけでは分からないかな？心電図にたとえると分かりやすいかな、心臓の鼓動にあわせぶるぶると針が振動して波が表示されるのが心電図です。まあ、それではHzの答えにはならないですが、心電図と同じように信号にも波があり、波が上から下に下がり上に戻るまでの回数が何回１秒間に行われたかを指します。
１Ｈｚなら１回、６０Ｈｚなら６０回、１ＫＨｚなら１０００回、１ＭＨｚなら１００万回、１ＧＨｚなら１０億回の振幅があったことを指します。

このＭＨｚが何を意味するかというと、一度に何回データを転送したかを指します。３２bitのプロセッサでは４バイト（３２ビット）の命令を一回に処理装置に転送します（これはあくまで内部バスも３２ビットである場合です）。たとえば、１００ＭＨｚのプロセッサでは、４バイト×３２ビットとなり、１秒間に４００ＭＢのデータを扱うことができるのです。
これが、プロセッサのビットとＨｚ（ヘルツ）の関係です。

３２ビットは一度に処理できる情報量、Ｈｚは１秒間に送る情報の回数（同期数）となるのです。（正解には３２ビットはデータ長といい、命令形態の一つ、一つの命令の長さが最大３２ビット（２の３２乗）の物を扱えるというだけです）

ちなみに、今のプロセッサは内部的には64／128bitのRISC（スーパースカラ）というプロセッサ技術を入れており、一度に複数の関連命令を並列的に処理する機構もあるので、単純に数字は出ないですし、プロセッサの処理能力と回路のデータ転送速度が必ずしも一致することもないですけどね。まあ、同時に複数のスレッドを処理するタイプのプロセッサも出る予定ですし・・・厳密に言うとこれも当てはまらないですが・・・

本気で詳しく知りたいなら、ここで聞くよりは、専門書を見るか、Intelのwebサイトで参考になる文章を探しては？
http://www.intel.co.jp/

お礼

分かりやすかったです。ありがとうございます。

回答No.7

seltzer

例えば、今あなたはパソコンを使って上の文章を打ち込みましたよね。
キーボードを使って、文字を打ち込むと次々に打ち込んだ文字が画面に出てきたはずです。これをやっているのが、CPU の役割なんです。

コンピュータには、「五大装置」という5つの主要な装置があります。
キーボードなど情報をコンピュータに伝えるための、入力装置
ディスプレイなど作業した結果を表示するための、出力装置
ハードディスクなど作業した情報を記憶しておくための、記憶装置
足し算などを行うための、演算装置

そして、上記の各種装置を間違えのないように制御するための装置が制御装置で、これこそが「CPU」という部品にあたります。（実際には演算装置も CPU が担当しています）

CPU がないと、例えばキーボードから A と打ち込んだたら画面に Z と表示されちゃうとか、年中スピーカーから嫌な音が鳴り続けているとか、計算をやらせようとしたら、とんでもない答えをはじき出して、しかもそれが画面に出てこないとか、およそコンピュータとしては使い物になりません。

CPU は、キーボードやマウスから入力された情報を元に、現在コンピュータがどういう状況なのかを判断して、必要に応じて計算したり記憶したりしながら、与えられた仕事をこなして、最終的な結果を出力装置であるディスプレイなどに手渡して、表示しています。

ワープロで、文字キーを打ち込むと画面に文字が出るのも、ゲームでカーソルキーを押すとキャラクターが右に進むのも、すべて CPU のおかげなんですね。

さて、性能を表す数字ですが、まずは MHz というのは「クロック周波数」です。CPU は、上記のとおり色々な装置を相手に制御、統制しています。その為、色々な装置が勝手気ままに動き出されては困ってしまうんですね。そこで、CPU は特殊な「笛」を持っていて、これを一定間隔で吹き続けています。「ぴっぴっぴっぴ」って。このタイミングにあわせて出ないと、各装置は動いてはいけません。この笛を吹くタイミングが「クロック周波数」です。

それから bit で表されるのは「バス幅」といって、一度に扱える情報量です。入力装置から流れ込んでくる情報や、中で計算を行う時の情報量などが数字が大きいほど多くなります。

つまり、クロック周波数もバス幅も数字が大きいほど、処理が早くて大量にできるというわけですね。お分かりになりましたか？

回答No.5

nubou

ＭＨｚとはメガ・ヘルツとよび
メガは倍数であって１００００００＝１０＾６倍であり
Ｈｚはクロックの周波数を意味し
ｎ［ＭＨｚ］のクロックは一秒間に立ち上がり（立下り）が
ｎ×１００００００回ある方形波です
ｃｐｕ内の回路素子はこのクロックの立ち上がりひとつに一つの動作をします
３２ｂｉｔは並列にまとめて動作させるデータの数です
３２線で結線されたデータが並列に同時に処理されるのです
じつは３２ビットといっても回路の場所によってはこれより多かったり少なかったりします
ｃｐｕないではこのような数の線がバス（データの通路）として走っていると思ってください
ＭＢ＝メガ・バイトはデータの大きさの単位です
メガ＝１００００００倍
バイト＝８ビット
だからｎ［ＭＢ］はｎ×８×１００００００ビットのデータのことです

ｃｐｕ内部には膨大な素子で作られた回路がいっぱいありバス（通路）を通してデータを送ったりデータを受け取ったり演算をしたりしています
コンピュータの構造はアーキテクチャといわれていて図書館に行けば参考書があると思いますから興味があれば見てみればすぐに分かります

お礼

ありがとうございます。
アーキテクチャという言葉初めて聞きました。調べてみます。

回答No.4

Te-Sho

CPUという部品にはスイッチが有ります。このスイッチの数がBitです1Bitは0か1かです。このスイッチが32個並んでいるのが32BitCPUですね。
さてここでこのスイッチの右端だけオンにします。これが1だとします。次にCPUに2を足し算しろと命令します。するとCPUは右から2番目のスイッチをオンにします。1番目と2番目のスイッチがオンとなっています。2進数で11。10進数で3ですね。
こういったスイッチのオンオフを命令によって動作させるのがCPUです。スイッチが一杯有ればそれだけ多くの情報を一度に処理できます。命令はイロイロ種類があるのでその命令によってスイッチの動かし方をCPUは変えるのです。もちろんCPUにはメモリーから読み込むとかメモリーに書き込むと言う命令もありますのでそうやってスイッチの切替内容をメモリーに記録していくわけです。
またデータや命令を送信するスピードがクロックですね。この組み合わせを駆使してプログラムが動いているわけです。

お礼

なるほど、３２bitＣＰＵというのは簡単にいうとスイッチが３２個列んでると思えばいいんですね。
ありがとうございます。

回答No.3

Jormungand

ものすごいたとえ話でいうと、、

ＣＰＵを人間の脳に見立てると、その脳が処理する情報は神経の束を伝って脳に送られます。
その神経の出入り口の大きさが大きいほど(束が太いほど)情報処理能力が大きいことになります。ＣＰＵではこの太さの単位がbitです。
MHzはＣＰＵが1秒間に処理する数の逆数、つまり1MHzは1秒間に100万回の処理をこなすと言う意味になります(厳密にはまあ定義がいろいろあるのですが)。
この数が大きいほど、やはり処理能力が高いことになります。

ちなみに人間の頭脳をCPUにたとえると、周波数は2kHzくらいだそうです。早いのか遅いのか微妙。。

回答No.2

CATV95II

CPU=Central Processing Unit
　プログラム命令を解釈し、実行することのできる装置。(アスキーデジタル用語辞典より)

つまり、PCの全ての動きはCPUによって行われているということです。
MHzというのはクロック周波数といわれていて、CPUがどの程度の速度で動くことが出来るかを表しています。
bitはCPUがどの程度のことを同時の処理できるかであると考えていいと思います。

すごく砕けた例を挙げると、ある部屋で仕事をする場合を考えてください。
CPUっていうのは実際に部屋で仕事を行う人間を表します。MHzで表されるのは、その人間の動くスピードを、bitは人間の数、もしくは人間がどの程度同時に仕事をこなせるかを表すという感じです。
余談ですが、、ハードディスク容量はたんすの容量、メモリーは部屋の大きさという感じで考えると分かりやすいですね。

お礼

ありがとうございます。
人間のスピード、人間の数という説明はわかりやすかったです。

回答No.1

mokonoko

MHz表記は言うなれば処理速度です。頭の回転の速さです。
bit表記は言うなれば情報を１度に伝える幅です。
頭の回転が速くても一度に処理できる幅が狭いと結果的に遅くなります。

CPUの種類が違えば微妙に性能も変わってきます。
言うなればチンパンジーとゴリラとでは頭の良さが違うように。