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2006年07月10日

CPUは使用目的に応じて選ぼう!

CPUといいますと、パソコンの性能を表すのになくてはならないパーツの一つです。
一般的にCPUが高性能だと、パソコンも高性能だと言われますが、実際のところどのような働きをしているのでしょうか。

CPUの果たす役割とは?

CPUとは、Central Processing Unit(セントラル プロセッシング ユニット)の略称で、中央演算処理装置とも呼ばれます。名前のとおり、パソコンの中で各機器の制御やデータの計算・処理を行ないます。

少し詳しく言いますと、メモリに記憶されたプログラムを実行し、入力装置(キーボードやマウス)や記憶装置(ハードディスク)からデータを受け取り、演算・加工した上で、出力装置(液晶モニタ)や記憶装置(ハードディスク)に出力するのです。

ただ、実際にデータを処理するためには、CPUだけでなくメモリやハードディスク等たくさんの周辺パーツが絡み合っており、CPUとしての役割は決められています。

データ処理の流れについて例を挙げてみますと、

デジカメで撮影した画像編集の場合

まず、処理したいデータ(ここで言うデジカメ画像)をハードディスクから読み出します。

読み出されたデータは、一時的にメモリへ保存されます。

さらにメモリからCPUで処理できるデータ量だけをCPUへ送ります。

実際にCPU上で画像編集処理を行います。

処理が終了したデータをメモリに戻します。

メモリから次の未処理データが送られます。

同様に画像編集処理を行います。

(画像編集作業が終わるまで、6~7の作業を繰り返します。)

編集がすべて終了した画像データがメモリ上に保存されます。

メモリからハードディスクへ画像データを転送して保存します。(一連の流れは終了)

といったイメージになります。

実際には、CPUの中に通常のメモリより高速なキャッシュメモリ(2次キャッシュ1MBなどと記載されているもの)が存在しますので、データの流れとしては複雑になりますが、パソコン初心者の方には上記のイメージの方が理解しやすいと思います。

このことからもわかるように、CPUの性能が高ければ高い程、データの処理時間が短縮できることになります。そのために、CPUの性能=パソコンの性能という図式が出来上がっており、CPUメーカー(例えばIntelなど)は競ってCPUの性能を向上し、業界内シェアを確保したいと考えているのです。

ただ、一つだけ注意しておきたいことは、CPUが高性能になれば、パソコンの性能も比例するのかということです。

パソコンの性能はCPUの性能に比例するの?

「高性能CPUを搭載したハイエンド機種・・・」や「最新の性能を誇るCPU・・・」といった宣伝文句のように、パソコンの性能の代表格として、比較されることが多いのがCPUです。

そのため、パソコン初心者の方には、
「CPUの性能が、パソコンすべての性能に比例する。」
と思われている方も多いのが実情のようです。

ところが、この考え方は大きな間違いです。
上記でも書きましたが、パソコンの性能というものはCPUやメモリ、ハードディスク、チップセットなどたくさんのパーツの関係によって決定されます。

つまり、CPUだけがものすごく高性能だとしても、他パーツの性能が高くなければ、パソコン全体の性能もそれ程向上しません。いわゆる"頭でっかち"な状態になってしまいます。

チップセットやメモリ、ハードディスクなどの性能がCPUの性能向上のスピードについていけないために、CPUの処理速度に対して、データの転送速度が追いつかないという現象が起こることもあるのです。
しかも、最近のCPUは廉価なものでも基本性能が十分に高いため、この傾向にあることが多いのです。
(後でお話しますが、CPUの性能が高い方が良い場合もあります。)

だとすれば、
「CPUを選択する基準は何なのか。」
ということになります。

CPUを選択する時の基準について

最近のCPUは、基本性能が高いので、
  • ホームページの閲覧
  • メールの送受信
  • WordやExcelで事務処理
  • テレビを視聴
  • 音楽を鑑賞
といった一般的な使用目的では、CPUが働いている比率が低いため、充分に性能を発揮できていません。 つまり、暇な時間が多いのです。そのため、いくら高性能なCPUにグレードアップしても、体感速度としてのメリットは殆どないと言えるのです。

では反対に、高性能なCPUの方が良い場合はどのような使用目的でしょうか。

それは、
「CPUへかかる処理負荷が高い作業」
の時です。

わかりやすく言いますと、CPUが処理する必要があるデータ量が多くなる場合です。
つまり、たくさんの仕事ができるため、CPUとしても性能をフル活用する必要があるので、高性能なCPUほど処理できる仕事量が多くなるということです。

処理負荷の高い例を挙げますと、

  • デジカメ画像のレタッチ編集
  • ビデオカメラで撮影した動画編集
  • divXなどの映像ファイルへの圧縮作業
  • mp3などの音楽ファイルへの圧縮作業
  • 高画質3D・オンラインゲームのプレイ
  • 高性能ソフトの利用
などです。

こういった作業の場合、とにかくCPUの性能が影響しますので、
「たまには、ビデオカメラで撮影した動画編集もしたいなぁ。」
という方では、安価なCPUも良いですが、
「バリバリ動画編集をしたい!」
という方は、予算の許す限りCPUをグレードアップしておくことをお勧めします。


CPUの種類と性能の違いについて知っておこう!


CPUは性能によって、Celeron系プロセッサとPentium系プロセッサの2種類に分かれます。

Celeron系プロセッサは、Pentium系プロセッサの安価版ですが、性能が少し落ちます。
ただ安価版とはいえ、基本性能は十分ですので、一般的に使用するには問題ないレベルです。

反対に、Pentium系プロセッサは、ワンランク上の性能を誇りますので、少し高価になります。
その分、性能差は大きく、特に処理負荷の高い編集作業などに威力を発揮します。

CeleronとPentiumの違いとは?

後でご紹介しますが、Celeron系プロセッサとPentium系プロセッサでは何が違うかと言いますと、使用目的や構造が根本的に違います。(詳しくは、Intel公式サイト(プロセッサページ)をご参照下さい。)

例えば、

インテル Celeron D プロセッサ 325 (256KB L2 キャッシュ、2.53GHz、533MHz FSB)
インテル Pentium D プロセッサ 820 (1MBx2 L2 キャッシュ、2.80GHz、800MHz FSB)
という2種類のCPUがあるとして、その違いを見てみましょう。

まず、CPUの種類が、CeleronプロセッサなのかPentiumプロセッサなのかがわかります。

次に325や820という数字があります。
この数字は、CPUメーカーがプロセッサ番号として付けている番号であり、単純に数字だけで性能の比較はできません。(上記の例で言いますと、820÷325=約2.5倍もの性能差があるという訳ではないのです。)

高性能には欠かせないL2(2次)キャッシュ
大事なのはこのプロセッサ番号以降の数字です。
まず、Celeron D プロセッサの方は256KB、Pentium D プロセッサの方は1MBx2と書かれています。
この数字はL2(2次)キャッシュという意味で、CPUに内蔵されているメモリのことです。

ただ、このことを聞いて、
「CPUにメモリ?」
「メモリはCPUとは別にあるのでは?」
と思われる方もおられるのではないでしょうか。

もちろん、メインメモリと呼ばれるメモリはCPUとは別に搭載されています。
一般的にパンフレットなどに大きく書かれている、256MBや512MBといった数字のメモリです。

すると、
「Pentium D プロセッサでも1MBx2(計2MB)、Celeron D プロセッサでは256KB(約0.25MB)しかないメモリの大きさがなぜ大切なのか?」
という疑問が出てきます。

その理由は、データ転送速度がものすごく早いという性質です。
つまり、この2次キャッシュメモリが多く搭載されている方が、CPUにデータを効率的に渡すことがでます。
その結果、処理速度が速いと言えるのです。

性能の目安になる動作周波数

その次に書かれている数字は、Celeron D プロセッサの方は2.53GHz、Pentium D プロセッサの方は2.80GHzです。

この数字は動作周波数と呼ばれており、この数字が大きいほどCPUが処理できる数量が多くなります。
例えば、同じPentium D プロセッサの比較であれば、2.80GHzよりも3.00GHzの方がその分高性能であると言えます。

ただ、パソコンの性能はCPUだけでなく、周辺パーツの構成にも関係しますので、単純に3.00÷2.80=約1.1倍パソコンが早くなるという訳でもありません。(プロセッサ番号の場合と同じです。)

メインメモリとの橋渡しを司るFSB

そして最後に、Celeron D プロセッサの方は533MHz FSB、Pentium D プロセッサの方は800MHz FSBという数字が書かれています。

FSBとはFront Side Busの略称で、プロセッサバスと呼ばれることもある、パソコンの内部でCPUとメモリ等を接続しているデータ転送の早さを表している数字です。このFSBも数字が大きいほど、単純にデータを一度に転送できる量が多いということですので、パソコンの処理速度に大きく影響します。


CPUのまとめ


このように、CPUの性能は動作周波数や2次キャッシュメモリ容量、FSBなど多くの要素が絡み合っています。

ただ、実際にカスタマイズする場合は、ここまで追求してカスタマイズする必要はないかもしれません。
知識の一つとして、頭にイメージを描いておく程度でもよいでしょう。

あくまで大切なことは、使用目的によってCPUを選択することです。

性能がそれ程必要でなければ、Celeron系プロセッサ
性能がある程度必要であれば、Pentium系プロセッサ
という考え方が基本です。

CPUはメモリやハードディスクなどと違って、後で取り替える(グレードアップするという行為が難しいので、どちらにするか判断できない場合は、高性能なCPUを選択しておくという考え方もあります。