マイクロプロセッサのパーツ

マイクロプロセッサ、または中央処理装置 (CPU) は、コンピューターがプログラムを実行してコマンドを実行するために必要な数学的計算を実行する内部ハードウェア コンポーネントです。プロセッサは通常、表面に小さな電気部品が埋め込まれたシリコン素材でできています。 CPU で処理する必要がある典型的なコンピューター プログラムには、インターネット ブラウザー、ゲーム、ビデオ編集ソフトウェアなどがあります。

算術論理ユニット

マイクロプロセッサの算術論理演算装置 (ALU) により、コンピュータは加算、減算、乗算、除算、およびその他の論理演算を高速で実行できます。高度な ALU のおかげで、最新のマイクロプロセッサと GPU (グラフィックス プロセッシング ユニット) は、大きな浮動小数点数に対して非常に複雑な演算を実行できます。

キャッシュ メモリ

キャッシュ メモリは、関数の実行やプログラムの実行に必要な共通命令のコピーが一時的に格納される CPU 上の領域です。プロセッサには独自の小型で高速なキャッシュ メモリがあるため、メイン システム メモリの読み書きよりも高速にデータを処理できます。マイクロプロセッサ メモリの種類には、ROM (読み取り専用) と RAM (ランダム アクセス) があります。

トランジスタ

基本的に、トランジスタは電子信号を切り替えるために使用される半導体デバイスです。マイクロプロセッサでは、トランジスタの数が多いほど、CPU のパフォーマンスが向上します。たとえば、Intel Pentium 4 プロセッサには約 4,000 万から 5,000 万個のトランジスタが搭載されていますが、古い Pentium 3 CPU には 950 万個のトランジスタが搭載されています。より多くのトランジスタにより、パイプライン化と複数の命令デコーダが可能になり、クロック サイクルごとに複数のプロセスを完了することができます。

制御信号

制御信号は、演算の実行または命令の実行に使用されるプロセッサ コンポーネントを制御する電子信号です。 「シーケンサ」と呼ばれる要素が制御信号を送信して、特定のユニットに次に何をする必要があるかを伝えます。たとえば、読み取り信号または書き込み信号がキャッシュ メモリに送信され、プロセッサがデータをプロセッサ メモリに読み書きする準備が整ったことを知らせることができます。

命令セットとレジスタ

プロセッサが実行できる命令のグループは、「命令セット」と呼ばれます。命令セットは、CPU が処理できるプログラムの種類などを決定します。レジスタは、命令も含む小さなメモリ位置です。通常のメモリ位置とは異なり、レジスタは番号ではなく名前で参照されます。たとえば、IP (命令ポインター) には次の命令の場所が含まれており、「アキュムレータ」は、プロセッサが処理する予定の次の値を格納する場所です。