自作PC「CPU関連用語一覧」のご紹介
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自作PC「CPU関連用語一覧」のご紹介
自作PC「CPU関連用語一覧」をご紹介します。
| 用語 | アルファベット かな |
| AES-NI | A |
| ALU | A |
| AMDAシリーズ | A |
| AMDEシリーズ | A |
| AMDEyefinity | A |
| AMDFXシリーズ | A |
| AMD64 | A |
| AMD-V | A |
| APU | A |
| Arm | A |
| Athlonアスロン | A |
| Atomアトム | A |
| AVX | A |
| AHCI | A |
| BCLK | B |
| Bobcatボブキャット | B |
| CCX | C |
| Coreコア | C |
| Corei9/i7/i5/i3 | C |
| CoreXコアエックス | C |
| CPU | C |
| CPUソケット/CPU Socket | C |
| Dr MOS | D |
| EIST | E |
| EPYCエピック | E |
| FCH | F |
| FDI | F |
| FIVR | F |
| FLOPS | F |
| FPU | F |
| Gangedモード/Ungangedモード | G |
| GCN | G |
| Hyper-Threading | H |
| IA-32 | I |
| IA-64 | I |
| ICH | I |
| Integrated Power Gate | I |
| Intel HD Graphics | I |
| Intel Turbo Boost Technology | I |
| Intel TV | I |
| IOH | I |
| IvyBridge | I |
| K8 | K |
| K10 | K |
| K付きケーツキ | K |
| LGA | L |
| LGA775 | L |
| LGA1150 | L |
| LGA1151 | L |
| LGA1155 | L |
| LGA1156 | L |
| LGA1366 | L |
| LGA2011 | L |
| LGA2011-v3 | L |
| LGA2066 | L |
| LLC | L |
| LPDDR | L |
| MCH | M |
| OpenCL | O |
| PCH | P |
| PCLMULQDQ命令 | P |
| Pentium | P |
| Phenom | P |
| Piledriver | P |
| QPI | Q |
| RISC | R |
| Ryzenライゼン | R |
| SandyBridgeおじさん | S |
| SoC | S |
| Socket AM3+ | S |
| Socket AM4 | S |
| Socket FM1 | S |
| Socket FM2 | S |
| SOI | S |
| SRT | S |
| SSE | S |
| Tri-Gate | T |
| Trinity | T |
| Turbo CORE 3.0 Technology | T |
| VLIW | V |
| vPro | V |
| VT | V |
| x86 | X |
| Zen | Z |
| 簡易水冷 | か |
| キャッシュ | か |
| 極冷 | か |
| 空冷 | か |
| コア欠け | か |
| サイドフロー | さ |
| シリコングリス | さ |
| チップセット | た |
| チップレット | た |
| 直接接触式ヒートパイプ | た |
| トップフロー | た |
| 熱交換器 | な |
| パイプライン | は |
| ヒートシンク | は |
| ヒートスプレッダ | は |
| ヒートパイプ | は |
| ピン折れ | は |
| プロセスルール | は |
| プロセッサー・ナンバー | は |
| ペルチェ素子 | は |
| 本格水冷 | は |
| マイクロアーキテクチャ | ま |
| マルチCPU | ま |
| マルチコアCPU | ま |
| ムーアの法則 | ま |
| モデルナンバー | ま |
| リテールクーラー | ら |
| レジスタ | ら |
AES-NIエーイーエスエヌアイ
IntelのCPUである、LGA1156版Corei5シリーズで搭載された新命令群。AESNewInstruction(AESに関する新命令)の略称。
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AES-NIの構成と性能
幅広く使われている暗号化規格「AES」(AdvancedEncryptionStandard)で必要な計算処理を高速化するために設計され、6個の命令で構成されています。SSEなどの拡張命令と同じく、ソフトウェア側の対応が必要となりますが、対応環境上では非対応時に比べて、暗号化と複号化の性能が3倍以上に向上します。
ALU（ArithmeticandLogicalUnit）
算術論理演算装置。CPUを構成する主要な回路の一つで、加算や減算などの四則演算、論理積(AND)や論理和(OR)などの論理演算を行なう。
ALUの役割
CPUは、データ処理を行なう演算装置、データを一時的に記憶するレジスタ、CPUの制御を行なう制御装置、入出力インターフェースなどから構成される。ALUは、CPUが行なうデータ処理の中心となる演算の実行部分で、一般に32bitCPUには32bitの、64bitCPUには64bitの演算処理が行なえるALUが搭載されます。
ALUは通常、整数演算のみをサポートし、実数演算用には専用の演算装置を別途用意したり、ソフトウェアやマイクロコード(CPUの内部コード)で処理したりします。
AMD Aシリーズ
GPUを内蔵するFusionAPUに属する製品で、2011年に発表された第1世代は「Llano(ラノ)」という開発コードネームが付けられていました。
現在は、エントリー向けCPUブランドに
当初はメインストリーム向けCPUのブランドでしたが、2020年ではRyzenシリーズやAthlonシリーズより下の、エントリー向けCPUブランドに位置付けられています。
AMD Eシリーズ
低価格PCおよび小型PC向けに用意された低消費電力のFusionAPUラインナップ。第1世代の開発コードネームはZacate(ザカーテ)。TDPはわずか18W。初のFusionAPUとして、超小型携帯機器向けのAMDCシリーズ(開発コードネームOntario:オンタリオ)とともに2011年1月に発表されています。
AMD Eyefinity
RadeonHD5000シリーズから搭載された、マルチディスプレイ制御技術。1枚のビデオカードから、標準で3台、最大6台のディスプレイに画面出力を可能にします。
標準で3画面までの同時出力が可能な「AMDEyefinity」
従来のマルチディスプレイ技術は、一般的に1枚のカードで2画面までの同時出力が一般的でしたが、この技術に対応したGPUでは、ディスプレイコントローラ(制御回路)が増設されており、標準で3画面までの同時出力が可能になっています。
なお、6画面を同時に出力するには、専用のカードが必要になります。
AMD FXシリーズ
2011年10月に発表された当時のAMDのハイエンドCPU。第1世代の開発コードネームは「Zambezi(ザンベジ)」で、従来の「K10」に代わる新世代の「Bulldozer(ブルドーザー)」マイクロアーキテクチャを採用しています。
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Bulldozerでは、2コア1組の「Bulldozerモジュール」構造を採り入れており、命令処理のフロントエンド(フェッチ&デコード)部分や浮動小数点演算コア、2次キャッシュなどを二つのコアで共有することでトランジスタ数を減らしています。
また、新たにIntelのSSE4.1/4.2、AVX、AMD独自のXOPなどの拡張命令をサポートしていました。デスクトップ向けCPUとしては初の8コアCPUとなるFX-8150/FX-8120のほか、6コアのFX-61004コアのFX-4100がラインナップされており、GPUは内蔵しない。
AMD64
x86互換の64bitISA(InstructionSetArchitecture)。Intelが、CPUを64bit化するISAに従来のIA-32とは異なるアーキテクチャのIA-64を採用した一方、AMDではIA-32を拡張する形で64bitに対応するx86-64を、2003年にリリースしたOpteronにAMD64の名で採用。
インテル、AMDに追従しIntel64をリリース
AMDに追従する形でIntelが2004年にリリースしたEM64T(ExtendedMemory64Technology)は、AMD64とほぼ同じ仕様で、その後Intel64に改称されました。
AMD64/Intel64の32bit、64bit対応
AMD64/Intel64は、CPUが完全な32bitで動作するレガシーモードと、64bit動作のロングモード(IntelではIA-32eモード)を備えています。レガシーモードでは64bitの機能は利用できませんが、従来のリアル/プロテクト/仮想8086モードに対応していました。
ロングモードには、64bitOS上で共存できる64bitモードと互換モードの二つのサブモードがあります。
64bitモードについて
64bitモードは、文字どおりすべての拡張機能が利用できる64bitアプリのためのネイティブモード。互換モードもネイティブモードの一部ですが、こちらは32bitアプリにもIA-32のプロテクトモードとほぼ同じ実行環境を与えられます。64bitならではの拡張機能は利用できませんが、一部を除く従来の16bitや32bitのプログラムがそのまま動作します。
| AMD64の各モード対応一覧 | |||
| モード名 | レガシーモード | ロングモード | |
| サブモード | IA-32と同じ | 64bitモード | 互換モード |
| OSの64bit対応 | 不要 | 必要 | 必要 |
| アプリの64bit化 | 不要 | 必要 | 不要 |
| アドレッシング | 最大32bit | 64bit | 32bit |
| レジスタ拡張 | なし | あり | なし |
AMD-V（AMDVirtualization）
AMDCPUに搭載されている仮想化拡張技術。仮想化を前提に複数OSを効率的に動作させるための動作モードや命令セットメモリ管理機能を備えています。
APU（AcceleratedProcessingUnit）
APUはAMDが開発したCPUコア・GPUコア集積型プロセッサ、あるいはGPUコア集積型CPUを総称するブランドネーム。 単にCPUコアとGPUコアを同一の半導体チップに集積するだけでなく、両者を融合させたシームレスなコンピューティングを行なうことも視野に入れて製品。
AMDでは、GPUコア集積型CPUを通常のCPUと区別して「APU」(AcceleratedProcessingUnit)と名付けています。かつては「FusionAPU」と呼ばれていたが、後年では単にAPUと呼ばれるようになりました。
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Arm（Advanced RISC Machines）アーム
Armとは、イギリスのArm(Advanced RISC Machines)によって開発されたRISCプロセッサアーキテクチャの名称。省電力性に優れた特徴から、組み込み機器向けのプロセッサコアとして広く普及しています。
ニンテンドーDS、Switchなどのゲーム機などにも採用されていますが、現在はスマートホン向けのCPUアーキテクチャとして寡占的な地位を得ています。
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プロセッサ設計とライセンス提供のみを行なうArm社
Arm社はPC向けのCPUを設計、生産するIntelのような企業と異なり、自社ではプロセッサの設計とその知的財産権のライセンス提供のみを行なっています。
Athlonアスロン
AMD(AdvancedMicroDevices)が開発した第7世代以降のCPU。初代Athlonは1999年にリリース。翌2000年には、IntelのCeleronに対抗する廉価版Duronも登場。Athlonは世代的には後のPentium4に相当する新世代のx86CPUであり、同社が初めてIntelに先行したアーキテクチャ。
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対抗してIntel、PentiumIIIをリリース
対するIntelが新バージョンのPentiumIIをPentiumIIIとしてリリースしたことからも、その先進性がうかがえます。実際、前世代のK6の弱点とされていた高クロック化の壁と貧弱なFPUを克服したAthlonは、誰をも唸らせる高性能ぶりを発揮しました。
Athlonの進化
後年では、SSE命令を完全サポートする3D Now! Professionalを備えた「AthlonXP」64bit対応を果たした「Athlon64」デュアルコア化された「Athlon64X2」なども登場。
現在はエントリークラス向けCPUに
初代から数世代は高性能モデルに冠されていたAthlonブランドであったが、世代が進むにつれてより下位のモデル向けに用いられるようになっており、2020年現在ではRyzenの下に位置するエントリークラス向けCPUに用いられるようになっています。
Atomアトム
Intelが2008年にリリースした、新しいブランドのCPU。x86互換CPUでありながら、一般的なPCへの搭載を前提に開発された従来のIntel製CPUとは異なり、小型の情報機器向けに、性能よりも低消費電力・低発熱である点を優先しているのが特徴。
従来のCPUで性能向上に寄与していた機能でも、性能に見合う以上の電力を消費すると判断された機能はあえて搭載していませんでした。
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AVX（Advanced Vectore Xtensions）
IntelCPUの拡張命令セットの一つ。2011年初めに登場したコードネーム「SandyBridge」で実装された。SSEの系譜を引く命令セットではあるのですが、従来の命令フォーマットと設計が異なる。
SIMD演算ユニットの演算幅が倍の256bitに拡張されるなど、浮動小数点演算の性能が向上。コードネーム「Haswell」からは1サイクルで256bitの演算ができるように拡張されたAVX2が実装されているほか、一部のプロセッサでは512bitSIMD命令に対応したAVX-512が実装されていました。
AHCI（AdvancedHostControllerInterface）
Intelを中心としたAHCIContributorGroupが策定する、SerialATA用のホストコントローラのインターフェース規格。NCQやホットプラグなどの機能を提供。
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BCLK（BaseCLOCK）ビーシーエルケー
CPUやメモリ、各種バスインターフェースなどの動作周波数の基準となるクロック信号のこと。CPUの場合、このベースクロックにモデル固有の倍率をかけ合わせることで実際の動作周波数を生成しています。BCLとも。
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Bobcatボブキャット
AMDが省電力CPU向けに開発したx86マイクロアーキテクチャ。電力効率を優先したシンプルな2命令同時実行のアウトオブオーダー型のアーキテクチャで、電力供給を制御できるパワーゲートトランジスタを導入し、コア単位での電力カット(C6ステート)にも対応しています。
ZacateOntarioのCPUコアはともにこのBobcatマイクロアーキテクチャを採用。
CCX（CoreCompleX）シーシーエックス
複数のCPUコアをまとめたユニット。AMDのZenおよびZen2アーキテクチャでは、一つのモジュールは四つのCPUコアと共有3次キャッシュで構成されています。
Coreコア
Intelが2006年にリリースしたマイクロアーキテクチャとそのファミリー名。64bit拡張技術のIntel64も搭載されています。
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方向性を大きく変えたインテルのCoreアーキテクチャ
Coreアーキテクチャでは、x86命令を1クロックで実行可能なμOPsに細分化し、高クロック動作の長いパイプラインを使って高速実行するNetBurstの設計から実質的な実行効率を高める方向に転換。パイプラインは14ステージに削減され、μOPはx86命令とほぼ1対1で対応します。
2命令を結合して実行するマクロフュージョン機能なども盛り込み、1サイクルあたりの命令実行数の向上を図っています。
Corei9/i7/i5/i3
Intelのデスクトップ向けCPUに冠されるブランド。同じ世代のCPUであれば、数字が多いほど高性能であることを示しています。
2008年に登場したNehalem(ネハーレン)マイクロアーキテクチャのCorei7-965ExtremeEditionでCorei7の名称が初めて用いられ、CPUの世代が進むにつれてi5、i3i9が追加された。その後、ウルトラハイエンドデスクトップのCoreX、エントリークラスのPentiumブランドの中間であるメインストリームデスクトップ向けに位置付けられています。
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CoreXコアエックス
IntelのウルトラハイエンドデスクトップCPUに冠されるブランド。メインストリームクラスであるCoreiブランドのCPUと比較すると、最大コア数、PCIExpressレーン数、メモリチャンネル数などが上回っています(モデルによっては同等以下のものも存在)。
CPUソケットも異なり、専用のチップセット、マザーボードが用意されています。
CPU（Central Processing Unit）
中央演算処理装置。コンピュータにおいて頭脳となる部分。メモリとの間で数値の演算処理を行ないます。
CPUソケット/CPU Socket
CPUをマザーボードに装着するためのソケット。マザーボード上に取り付けられている四角い部品で、CPUをこの上に装着してレバーでロックして固定します。
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ソケットの種類は、ピンコンタクトとランドコンタクト
自作PC向けとしては、ソケット側に多数の穴があいているタイプ(ピンコンタクト)と、ソケット側に多数のピンが並ぶタイプ(ランドコンタクト)があります。 前者の場合、対応するCPUの裏面にピンが用意されており、ソケットの穴に差し込んで装着します。 後者では、CPUの裏面に平らなパッドが並び、これがソケット側のピンと接触します。
マザーボード側の仕様により利用可能なCPUが限定される
いずれの形式にせよ、ピンの数やレイアウトはCPUによって異なるため、ソケットに装着可能なCPUが物理的に決まり、マザーボード側の仕様によってさらに利用可能なCPUが限定されます。
自作PCユーザーがCPUソケットを意識するようになった「486時代」
一般ユーザーがCPUソケットを意識するようになったのは、IntelがCPUのアップグレードパスを提供するようになった486時代からのことです。当時のソケットは、「Socketl」、「Socket2」というように連番を付けた名前で呼ばれていましたが、PentiumIII以降は、「Socket370」というようにピン数を添えた名前で呼ばれています。
Intelの名称は、パッケージの略称+ピン数の表記になっていますが、一般にはまだ「Socket」が浸透しています。
Dr MOS ドクターモス
VRMは基板上に実装された電源回路で、パーツが必要とする電圧を生成するためのもの。多くはスイッチング式で、Power MOSFETと呼ばれるチップがスイッチの役割をします。このPower MOSFETを駆動するのがドライバIC、ドライバICと2種類のPower MOSFETを1チップにまとめたものがDrMOSで、Intelがサイズなどを規格化しています。
基板上の実装面積を節約できるが高コストで、ハイエンドクラスのマザーボードを中心に採用されています。
EIST（Enhanced Intel Speed Step Technology）
Intelが開発した、CPUのクロックと電圧制御による省電力技術。手動または自動による単純なモード切り換えだった従来のSpeedStepに対し、CPU負荷に応じてダイナミックに切り換え、必要十分なパフォーマンスを最小限の消費電力で得られるようにするというもの。
EPYCエピック
Zenアーキテクチャを採用したAMDのサーバーおよび組み込み向けCPUのブランド。同じZen系のアーキテクチャを採用するRyzenやRyzen Threadripperとソケットの互換性はありません。
EPYC7000シリーズでは、第3世代Threadripperと最大コア数は同じ64ですが、2プロセッサシステムを構築可能、メモリチャンネル数が倍の8チャンネル、PCI Express4.0レーンが多い(128レーン)などの点が異なります。
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FCH（FusionControllerHub）エフシーエイチ
従来のチップセットに相当する機能をAMDのFusion APUではFCH(Fusion Controller Hub)と呼称します。初めて発表された3種類のFCHの開発コードネームは「Hudson」。
Fusion APUとFCHの間をつなぐシステムバスとして、UMI(Unified Media Interface)を採用しています。A50MはPCI Express1.1ベースで帯域は、2GB/s(1GB/sの双方向)、A55EとA45はPCI Express2.0ベースで帯域は4GB/s(2GB/sの双方向)となっています。
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FDI（Flexible Display Interface）
CPUにGPU機能を統合したIntel CPU(Haswellなど)がチップセットにディスプレイ出力信号を送るためのバス。最大帯域は10.8Gbps(2.7Gbps×4)。
FIVR（Fully Integrated Voltage Regulator）
一定の電圧を供給するための回路(VR)は通常、基板上に実装されますが、Intelは「Haswell」及び「Broadwell」世代のCPUでVRをCPUパッケージ内に統合。より精密な電圧供給を実現することで、省電力性の向上を図ります。
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その後、従来の方式に戻るも「IceLake」世代で再実装
その後の「Skylake」世代からはCPU外部にVRを置く従来の方式に戻されたが「IceLake」世代では再びFIVRが実装されます。
FLOPS（Floating-point Operations Per Second）フロップス
1秒間に実行できる浮動小数点演算回数。
FPU（Floating-point Processing Unit）
浮動小数点演算を専門に行なう演算装置。実数の演算方式には、あらかじめ整数部と小数点部それぞれの有効桁数を決めておく「固定小数点」と、数値を指数形式(1234.5を1.2345×10)で扱う「浮動小数点」があります。
浮動小数点のメリット
この浮動小数点は、限られたbit数の中で「0」が大量に連なる大きな値から小さな値までを効率よく扱えるメリットがあり、PCの実数演算では広く用いられています。
486以降CPUの主要回路の一つとして内蔵される「FPU」
FPUは、この浮動小数点演算を専門に処理する演算装置で、486以降のCPU(486SXを除く)ではCPUを構成する主要回路の一つとして内蔵されています。
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Gangedモード/Ungangedモード
AMDのPhenomシリーズなどがサポートするメモリアクセスモード。AMDのマルチコアプロセッサPhenomでは、デュアルチャンネルモードでの動作時に、2種類のメモリアクセス方式をサポートしています。
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2つのモード
Gangedモードは、従来からの2本のメモリバスを併用した高速転送モードであるのに対し、Ungangedモードでは二つの独立したシングルチャンネルモードとして個別に動作。マルチスレッド時のメモリアクセス性能の向上を図ります。
GCN（Graphics Core Next）ジーシーエヌ
AMDがRadeonHD7000シリーズやR9/R7/R5200/300シリーズ、RX400/500シリーズで採用するアーキテクチャ。汎用コンピューティングを意識した設計で、CU(ComputingUnit)と呼ばれる演算ユニットを内蔵します。
Hyper-Threadingハイパースレッディング
2002年にリリースしたXeon(Prestonia)、Pentium4(Northwood)から搭載された、一つのCPUを二つのCPUに見せることによって、マルチプロセッサ対応OS上でCPUのパフォーマンス向上を図るSMT(Simultaneous Multi-Threading)技術。
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CPU処理の速度向上を目指して
CPUの処理速度を向上させるために、ベルトコンベアの流れ作業のように、次々に命令を処理していくパイプラインや、複数の命令を同時実行するスーパースカラ技術が開発されます。
CPU処理速度の限界
しかし、一つのプログラムの中の命令の流れには、依存関係が強い部分が多々あるため、並列実行には限界がありました。
CPU高速化が新しい発想
そこで考え出されたのが「同時に実行されるほかのタスクやスレッドのコードなら、並列実行の妨げになるような依存関係はないため、スレッドレベルの並列処理を命令レベルの並列処理に展開すれば、CPUの利用効率を極限まで高めることができる。」という方法です。
このような技術をSMTと言い、Hyper-Threadingでは、一つのCPUを二つのCPUに見せることによって、マルチプロセッサ対応OS上でこのSMTを実現しています。
IA-32（Intel Architecture-32）アイエーサンニ
Intelが1985年にリリースした386とその後継CPUがサポートする、32bitの命令セットアーキテクチャ。x86の上位16bitを拡張し、新たに32bit演算用の命令を追加した仕様。x86-32と呼ぶことも。
IA-64（Intel Architecture-64）アイエーロクヨン
IntelがHPと共同開発したEPIC(Explicitly Parallel Instruction Computing:明示的並列命令コンピューティング)技術を基盤とする64bit命令セットアーキテクチャ(ISA)。2001年にリリースされたItaniumに採用されています。
EPICとは
EPICは、一般にVLIW(Very LongInstruction Word:超長命令語)と呼ばれ、128bit長の命令の中に三つの命令を格納して並列実行する。IA-32の命令セットは、エミュレートして実行することで互換性を確保していますが、パフォーマンスはIA-32系CPUに劣る。
ICH（I/O Controller Hub）アイシーエイチ
Intelが800シリーズのチップセットから採用した「Intel Accelerated Hub Architecture」における、I/Oサブシステム側のチップの呼称。IDEやUSBをはじめとするI/Oまわりの機能を統合したチップで、それまでの「SouthBridge」に相当します。
Integrated Power Gateインテグレーテッドパワーゲート
Corei7(Nehalem)に搭載された、コアの電源供給を遮断することによってアイドル時の消費電力を低減する省電力機能。
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省電力技術の限界
SpeedStepに代表される従来の省電力機能は、CPUの動作倍率と電圧を落とすことでスイッチング電力の削減を図っていましたが、プロセスルールの微細化に伴いゲートの絶縁膜は極限まで薄くなり、そこから漏れるリーク電流が増大。スイッチング電力とリーク電力の両方を削らなければ、十分な省電力化が望めなくなっていました。
電源供給そのものを遮断して省電力を実現する
そこで、電源供給そのものを遮断するという手法が用いられるようになります。Integrated Power Gateでは、電源供給をON/OFFするスイッチがコアごとに設けられており、各コアの状態に応じてコア単位の細かな電力制御を実現することになります。
Intel HD Graphics インテルエイチディーグラフィックス
IntelのCPUが持つGPU機能部の呼称。古くはチップセットが受け持ってた機能ですが、ClarkdaleコアのCorei5-600/i3シリーズ、PentiumGシリーズからはCPUコアに統合されます。
現在では、メインストリームプラットフォームであるLGA1151対応CPUの大部分に搭載されています。
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存在感が増しているIntel HD Graphicsの性能
かつてIntelのCPU内蔵グラフィックス機能は描画性能をあまり求めないユーザー向けのものでしたが、進化を続けるうちに軽めの3Dゲームなら楽しめるレベルにまで達し、新規にPCを作るユーザーにとって、同等以下の性能であるローエンド帯のビデオカードを不要とさせるほど存在感を増しています。
Intel Turbo Boost Technology インテル・ターボ・ブースト・テクノロジー
Turbo BoostはCPUの負荷状況に応じて自動的に動作クロック周波数を上昇させ、処理性能の向上を図る機能で、あらかじめ決められた周波数を上限として、安全に動作クロックをアップさせるIntel純正のオーバークロック機構。
SandyBridge以降ではTurbo Boostの改良版である、Turbo Boost2.0が搭載されています。
Turbo Boost2.0
Turbo Boost2.0では動作クロック幅が向上。オーバークロック時に起きるコアの温度上昇にしばらくタイムラグがあることを利用し、タイムラグ分の時間で従来のTurbo Boostよりもオーバークロック幅を広げることで処理能力を高めています。
また、CPUコアと内蔵GPUコア両方の動作クロックを同時に上昇させることも可能になり、内蔵GPU利用時にはCPUとGPUコアの負荷を分析し、CPUをオーバークロックさせる時はGPUのオーバークロックは低めに設定するといった工夫がされています。
Intel TV（Intel Virtualization Technology）
仮想的なコンピュータをソフトウェアで構築する仮想環境を支援するためのIntel製CPUの技術。
基礎になる「VT-x」
CPUの世代によって機能レベルが異なりますが、基礎になるのがVT-xです。多くのOSは、CPUが持つ特権レベルという仕組を用いてカーネルとユーザーの動作モードを分けています。
カーネルモードとユーザーモード
カーネルモードは高い特権レベルで動作し、コンピュータの全リソースにアクセスできますが、ユーザーモードではカーネルモードから許可されたリソースにしかアクセスできません。このように二つのモードに分けることでユーザーアプリケーションに異常が発生してもOSは正常に機能します。
OSの仮想化
OSを仮想化する場合、カーネルモードより高い特権レベルで仮想マシンマネージャ(VirtualMachineManager:VMM)を動作させ、OSを丸ごとVMMの管理下に置くと効率がよいのです。
最高特権より上の特権レベルを持たせる機能「VT-x」
VT-xは従来の最高特権より上のVMX rootという特権レベルを持たせる機能です。VMX rootの管理の下、VMX non-rootと呼ばれるモードの中でゲストOSのカーネルが動作する形を取ります。
仮想環境のパフォーマンスが大きく向上させる「VT-x」
VT-xのサポートによりVMMをムリなく実装することが可能になり、仮想環境のパフォーマンスが大きく向上することになります。さらに、I/Oを仮想化するVT-d、ネットワークを仮想化するVT-cという二つの機能レベルがあり、両者はNehalem世代のCPUからサポートされています。
IOH（I/OHub）アイオーハブ
I/Oまわりの機能を統合したI/Oコントローラチップ。IntelのNehalemアーキテクチャのハイエンドCPU(LGA1366)では、メモリコントローラの機能がCPUに統合されたため、従来のNorthBridge/MCHが提供していた同機能が不要に。
このため、CPU直下のチップはIOHと呼び名が変わり、QPIでCPUと直結された同チップは広帯域のPCI Express2.0の機能のみを提供する。ほかのI/Oを提供するICHとはDMIで接続されます。
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IvyBridge アイビーブリッジ
第3世代Coreシリーズの開発コードネーム。22nmプロセスルールの導入により高負荷時の消費電力を大幅に低減するとともに、GPUコアの性能、機能を強化。新たにPCI Express3.0およびThunderboltといったインターフェースをサポートしています。
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CPUコアのアーキテクチャは第2世代Coreシリーズ(SandyBridge)を継承しており、Hyper-Threading、Intel Turbo Boost Technology2.0といった技術も引き続き導入されている。
ソケット仕様は、第2世代Coreシリーズと同じくLGA1155に対応しています。
K8ケーエイト(ケーハチ)
AMDが2003年にリリースしたOpteron/Athlon64に採用したマイクロアーキテクチャ。64bit設計のCPUであり、同社がx86をベースに拡張した命令セット「AMD64」を搭載。メモリコントローラを内蔵する点が大きな特徴で、スーパースカラ化された12ステージのパイプラインを備えていました。
K10ケーテン
AMDが2007年にリリースしたOpteron/Phenom/AthlonX2に採用されたマイクロアーキテクチャ、及びこれを採用するCPUのコードネーム。新たに128bitの浮動小数点演算ユニットや3次キャッシュ、SSE4a、HyperTransport3.0などを搭載。2009年2月にリリースしたPhenomIIシリーズでは、DDR3SDRAMやSocketAM3への対応などがなされていました。
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K付きケーツキ
Corei9-9900Kや9900KSCorei7-9700KFなど、プロセッサー・ナンバーに「K」の文字が付けられたIntel製CPUのこと。
K付きモデルではベースクロックに対する内部倍率を自由に変更することができ、メーカーが設定した定格クロックを超えてCPUを動作させる、オーバークロックと呼ばれる設定が可能。
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ただし、クロックを上げた状態で動作することが保証されるものではなく、さらにオーバークロックに起因するPCの故障は、メーカーの保証対象外となる点には注意が必要です。
LGA（Land Grid Array）エルジーエー
半導体パッケージの一つで、パッケージの片面に平板なパッド(ランド)を並べたタイプ。
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LGA775
PrescottコアのPentium4から採用された775ピンのCPUソケット。ソケットとの接触部分に平たいパッドを並べた形状のCPUパッケージをLGA(Land Grid Array)と言います。
PGA(Pin Grid Array)はパッケージ側のピンをソケット側のホールに挿す構造ですが、LGAはパッケージ側のパッドにソケット側のピンを押し当てて接続します。
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LGA1150
LGA1155の後継となるIntelのメインストリーム向けCPUソケット。対応CPUは第4世代Coreシリーズ(Haswell)と第5世代Coreシリーズ(Broadwell)。
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LGA1151
LGA1150の後継となるIntelのメインストリーム向けCPUソケット。
対応CPUは第6世代Coreシリーズ(Skylake)第7世代Coreシリーズ(KabyLake)、第8世代Coreシリーズ(CoffeeLake)、第9世代Coreシリーズ(CoffeeLakeRefresh)ですが、第6/第7世代が対応するIntel100/200シリーズチップセットでは第8/第9世代は動作せず、第8/第9世代が対応するIntel300シリーズチップセットでは第6/第7世代は動作しません。
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LGA1151ソケットを搭載していてもマザーボードレベルでは完全には互換性がない点に注意が必要です。
LGA1155
Intelの第2、3世代デスクトップ向けCoreシリーズ(SandyBridge/IvyBridge)が採用する新しいCPUパッケージおよびソケット仕様。
既存のデスクトップ向けCPUソケットのLGA1156の後継にあたり、接点数はLGA1156より一つ少ない1,155サイズや接点の密度、CPUクーラーの取り付け方法についてはLGA1156と同じですが、CPUパッケージおよびソケット部分にある切り欠きの位置が異なるため、LGA1155ソケットにLGA1156用のCPUを装着することはできません。
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LGA1156
Lynnfield/Clarkdale世代のCorei7/i5/i3シリーズなどで使用されるCPUソケット。
これらのCPUは、パッケージ内にメモリコントローラやPCIExpressコントローラが(一部製品ではGPUも)搭載されるため、それらの信号に必要とされる接点が設けられた結果、前世代にあたるLGA775より端子数が増大しています。
接点の形態はLGA775と共通のLGA(Land Grid Array)、CPU側は接点のみでピンのない構造に、対するソケット側の接点がヒンジ状構造になっています。
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LGA775やLGA1366とはCPUクーラーを取り付けるためのリテンションパーツのサイズが異なっているため、LGA1156に対応したCPUクーラーが必要になります。
LGA1366
初代Corei7に採用された1,366ピンのCPUソケット。Corei7では、パッケージが42.5×45mm(ソケットサイズは47.5×50mm)とLGA775タイプのCPUよりもひと回り大きくなり、微細化した40mil(1milは1/1,000インチ、0.0254mm)のピッチで1,366個のパッドが並ぶ。
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後期のPentium4以来のLGA775ソケットとは仕様が異なり、CPUクーラーを取り付けるリテンションメカニズムもILM(IndependentLoadingMechanism)に一新されているため、LGA775用のクーラーをそのまま流用することはできません。
LGA2011
2011年に登場した、SandyBridge-EおよびIvyBridge-Eコアを採用したハイエンドCPU「Corei7-3800/3900/4800/4900」シリーズ用のCPUソケット。
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LGA2011の性能
PC3-12800 DDR3 SDRAMの4チャンネルアクセスによる51.2GB/sという広いメモリ帯域や、40レーンのPCIExpressをサポートするなど、従来のハイエンドプラットフォームであるLGA1366を大きく上回る性能を持ちます。
LGA2011の特徴
その代わり、対応CPUのパッケージサイズが幅52.5×奥行き45mmと、LGA1366対応CPUのパッケージサイズ(幅42.5×奥行き45mm)よりも大きくなっています。また、従来のLGAソケットとは異なり、二つのレバーを使って固定するようになっているのも特徴です。
CPUクーラーはLGA2011専用、もしくは対応製品しか利用できず、従来のLGA1155/1156/1366対応製品とは互換性を持ちません。
LGA2011-v3
LGA2011の後継となるIntelのハイエンドデスクトップマシン向けCPUソケット。
対応CPUはCorei75800/5900シリーズ(Haswell-E)とCorei7-6800/6900シリーズ(Broadwell-E)。LGA2011と名称が似ていますが、CPUの切り欠きの位置などが異なります。
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LGA2066
LGA2011-v3の後継となるIntelのハイエンドデスクトップマシン向けCPUソケット。対応CPUはCoreXシリーズ(KabyLake-X、SkyLake-X、SkyLake-X、Refresh、CascadeLake-X)。
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LLC（Last Level Cache）エルエルシー
IntelのSandyBridge以降のマイクロアーキテクチャのCPUが備える3次キャッシュのこと。コアごとに分割されたキャッシュがリングバスで接続されています。
LPDDR（Low Power Double Data Ratememory）エルピーディーディーアール
2003年にアメリカの電子機器規格標準化推進団体のJEDECによって策定された省電カメモリインターフェース。
電源電圧を1.8Vに引き下げることで、2.5V電圧である通常版のDDRSDRAMの機器と比較して大幅に消費電力を抑えることに成功しています。
携帯やスマートホン、モバイル端末などに多く搭載されている「LPDDR」
最大動作周波数166MHz、最大データバス幅32bit、データ転送速度は333Mbpsで、携帯電話やスマートホン、モバイル端末などに多く搭載されています。後述のLPDDR2と区別するために「LPDDR1」と呼ばれることもあります。
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2007年「LPDDR2」が策定される
携帯端末の高性能化に伴い、最大動作周波数を533MHzに引き上げることでデータ転送速度を1,066Mbpsにまで高めた「LPDDR2」が2007年にJEDECによって策定されました。電源電圧は1.35V版と1.2V版の2種類が用意され、LPDDRの特徴である低い消費電力は引き続き保たれている。
後継規格として、DDR3ベースのLPDDR3DDR4ベースのLPDDR4などが存在します。
MCH（Memory Controller Hub）エムシーエイチ
Intelが800シリーズのチップセットから採用した「Intel Accelerated Hub Architecture」における、ホストコントローラ側のチップの呼称。
従来のシステムで言う「NorthBridge」に相当。
GMCHは、CPUとメモリまわりの機能にグラフィックスコントローラを統合したチップで、グラフィックスコントローラのないタイプをMCH(Memory Controller Hub)と言います。
現在のシステムではMCHが持っていた多くの機能はCPUに取り込まれています。
OpenCL（Open Computing Language）オープンシーエル
マルチコアCPUやGPUなど、多数の並列処理プロセッサ向けのプログラム開発環境。C言語ベースで、OpenCL Working Groupによって策定されています。
PCH（Platform Controller Hub）ピーシーエイチ
Intel製チップセットの通称。Nehalemコアの一部とSandyBridgeコア以降のCPUと接続される、SouthBridge相当の役割を持ったチップ。
対象となるCPUがNorthBridge相当機能を内蔵するため、1チップで従来の機能をカバーできます。
PCLMULQDQ命令
LGA1156版Corei5シリーズに搭載された新命令。「キャリーなし乗算命令」と呼ばれる(キャリーとは繰り上がりの意味)。AES-NIと同じく、主に暗号化に関する処理の速度の向上を目的とした命令。
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Pentiumペンティアム
Intel製CPUブランドの一つ。第5世代のx86系CPUで初めて使われるようになります。
CPUは、当時のほかのパーツ同様、番号で呼ばれていました。
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商標登録の理由から名付けられた「Pentium」
「486」の後継となる第5世代のCPUは、一般には586と呼ばれていましたが、互換CPU訴訟の過程で、単なる数字の羅列に過ぎない名前が商標として認められなかったため、ギリシャ語で「5」を意味する「Pent」に、ラテン語系の名詞語尾「ium」を付けた「Pentium」という名が作られ、リリース前の1992年に発表されます。
Pentiumファミリーの登場
以降しばらくはCPUのアーキテクチャが変わってもハイエンドやメインストリームクラスのCPUにはこのブランドが用いられ、Pentium Pro、Pentium II/III/4/Dといった製品が登場することになります。
2006年、メインストリームは、Coreブランドへ
その後、Intelは2006年にリリースしたCoreブランドへ全面移行する計画でしたが、一部の国や地域においては依然Pentiumブランドのほうがネームバリューが高いため、Core2シリーズの下位ブランドとして復活。2020年現在では、メインストリームクラスのCorei3の下位、エントリークラスのCeleronの上位に位置付けられています。
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Phenomフェノム
2007年11月に登場した、K10アーキテクチャを採用したデスクトップPC向けの新ブランドのCPU。Phenomの名称は「驚異的な目を見張る(Phenomenal)」から取られています。
Phenomファミリー
当初はハイエンドデスクトップ向けクアッドコア「PhenomFX」、パフォーマンスデスクトップ向けクアッドコア「PhenomX4」、エントリー向けデュアルコア「PhenomX2」の製品ラインナップで展開する予定でしたが、デュアルコアがキャンセルされ、クアッドコア製品のコアを一つ無効にしたトリプルコア製品を発表。デュアルコア製品はAthlonX27000シリーズとしてリリースされた。後に製造プロセスが45nmになったPhenomIIシリーズも登場しています。
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Piledriverパイルドライバー
Bulldozerアーキテクチャの第2世代CPUコアの開発コードネーム。FXシリーズから導入されたBulldozerをベースに、分岐予測機構とスケジューラの強化、内部バッファの増量、拡張命令セットのサポート、2次キャッシュの効率改善などが施される。
AMDの場合、CPUコアのアーキテクチャの違いを示す開発コードネームとは別に、CPUやAPUのブランド、アーキテクチャなど、それぞれに開発コードネームがあるため混同されがち。
第2世代Aシリーズは「Trinity」で、「Piledriver」はTrinityのCPUコア部分、「Bulldozer」がCPUコアアーキテクチャといった具合にそれぞれの開発コードネームが付けられています。
同じPiledriverコアを搭載する製品には、第2世代FXシリーズ(Vishera:ビシュラ)がある。
QPI（Quick Path Interconnect）キューピーアイ
Intelが開発しNehalemアーキテクチャのCorei7などに採用したCPU-チップ間のインターフェース。
CSI(CommonSystemInterface)のコードネームで呼ばれていたもので、FSB(FrontSideBus)に代わるCPUの外部バスとしてCPU-チップセット間の接続に使用。
マルチプロセッサ環境では、CPU間の接続にも使われる。インターフェースは、従来のバス型のパラレルインターフェースからPCI Expressなどと似たポイントツーポイント方式のインターフェースに一新され、20レーン(うち16レーンがデータ)とクロック信号の上下ペア(ディファレンシャル信号なので計84本)で1チャンネルを構成します。初期仕様で最大6.4GT/s、一方向あたり12.8GB/sの転送能力を持つ。
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RISC(Reduced Instruction Set Computer)リスク
CPUのアーキテクチャを表わす言葉で、複雑で高度な処理を行なう命令セットを持たせたものをCISC(Complex Instruction Set Computer:シスク)、最小限の単純な命令セットだけを備えたものをRISCと呼びます。
RISCは、個々の命令セットを効率よく高速に実行することを主眼とした設計です。
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CISCの特徴
CISCが備える複雑な命令セットに代わる部分もプログラミングしなければならないため、一般にソフトウェア側にかかる負担が大きくなりますが、CPU自身も含め、高速化しやすいとされています。
ただし、RISC側も命令セットを増やしたり、CISC側も実行クロックを減らしたりと、両者の決定的な差はなくなりつつあります。
CISC、RISC風への進化
x86系CPUは高度で複雑な命令セットを持つ典型的なCISCアーキテクチャでしたが、現在は一つの複雑な命令をCPU内部で複数の単純な命令に展開し、RISC風に実行できるように進化しています。
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Ryzenライゼン
2017年に第1世代が登場したAMDのメインストリーム向けCPUSocket AM4と呼ばれるCPUソケットを採用しています。
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Ryzenの特徴
新規に開発されたZenマイクロアーキテクチャで設計されており、コアあたりのスループットが過去のAMD CPUより大幅に向上しているのが特徴。
第3世代からはマイクロアーキテクチャがZen2に進化し、CPUコアとI/Oのダイを分離した上でCPUパッケージ内で接続するチップレットと呼ばれる構造を採用。最大16コアのモデルが用意されています。
SandyBridgeおじさん
2011年に発売されたSandyBridgeコアのCPUを使い続けている自作PCユーザー。
SoC（Systemona Chip）エスオーシー
システムを構成するさまざまな機能を一つに集積したチップ。
Socket AM3+ソケットエーエムスリープラス
Socket AM3+は、AMD FXシリーズに対応するソケットとして、CPUの発表に先駆けて2011年5月から投入されています。ピン数は942ピン。前世代のPhenom II / Athlon IIが採用するSocket AM3とは互換性があり、Socket AM3+マザーボードにSocke tAM3のPhenom IIやAthlon IIを装着して使うことや、その逆も可能です(製品についてはUEFI/BIOSなどの対応が必要)。
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Socket AM4ソケットエーエムフォー
Socket AM3+およびSocket FM2+の後継となるAMDのメインストリーム向けCPUソケット。
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対応CPUは第1世代Ryzenシリーズ(Summit Ridge、Raven Ridge)、第2世代Ryzenシリーズ(Pinnacle Ridge、Picasso)、第3世代Ryzenシリーズ(Matisse)など。第3世代Ryzenと同時に登場したX570チップセットは第1世代Ryzenシリーズに非対応であるなど、Socket AM4ソケットを搭載していてもマザーボードレベルでは完全には互換性がない点に注意が必要。
Socket FM1 ソケットエフエムワン
Socket FM1はAMDAシリーズ、およびAMDE2シリーズに対応するCPUソケット。Socket AM3/AM3+などほかのAMD CPUのソケットとは互換性がない。中央にブランク部分がある形状をしており、ピン数は905本となっています。
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Socket FM2 ソケットエフエムツー
第2世代AシリーズAPUのプラットフォーム(パッケージ及び、ソケットの仕様)。第1世代AシリーズAPUのプラットフォームであるSocket FM1とは互換性がなく、第2世代AシリーズAPUを利用するには、Socket FM2プラットフォームのマザーボードが必要。
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Socket FM2ソケットのピン数は904ピンで、Socket FM1(905ピン)より1本少ない。ピンの配置も変更されているため、Socket FM2パッケージのAPUをSocket FM1ソケットに挿すことやその逆もできないようになっています。
SOI（Silicon-On-Insulator）エスオーアイ
ハードチップの製造技術の一つ。絶縁膜の上に回路を組むことによってトランジスタ基板間の不要な容量(寄生容量)を低減し、高速化と省電力化を実現できます。
SRT（Smart Response Technology）エスアールティー
IntelのSandyBridgeアーキテクチャ採用CPU向けチップセット「Z68」以降で搭載されているストレージ関連機能。SSDをHDDのキャッシュとして利用することにより、大容量記録と高速転送の両立を図れます。
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SSE（Streaming SIMD Extensions）エスエスイー
ストリーミングSIMD(シムド)拡張命令。Pentium III以降に搭載されている、Intelのマルチメディア向け拡張命令セット。
複数のデータをまとめて実行する「SIMD」
複数のデータに対し、一度にまとめて同じ命令を実行して処理することをSIMD(Single Instruction Multiple Data)と言います。
繰り返し同じ処理を行なうことの多いマルチメディア系の処理に適しており、CPUの進化に伴って拡張され、SSE2/3/4/4/1/4.2などが存在します。
SSE4aはｍAMDが独自に追加した命令で、IntelのSSE4.xのように、XMMレジスタを扱う複合データ型とは直接的な関係はありません。
Tri-Gateトランジスタ トライゲートトランジスタ
Intelが世界に先駆けて開発した3D構造のトランジスタ。従来のプレーナ型トランジスタでは、シリコン基板上にゲートを設け、その両側をソース/ドレイン(電流の送信側/受信側)とする構造であり、電流の通り道であるチャンネルは平面のまま、その距離を縮めてきた。
Tri-Gateトランジスタではシリコン基板上にソース/ドレインとゲートを立体的にかみ合わせたような構造を採ることで、ゲートとチャンネルを3面設けて電流を流れやすくしています。
これまでよりも大幅に低い電圧で、かつ高速に電流のON/OFFを制御できるようになり、アクティブ電流(チャンネルに電流が流れている状態の電流)を大きく低減。構造上チャンネルをシリコン基板から切り離すことができるためリーク電流(シリコン基板を通じてソースからドレインに漏れる電流)の抑制にも大きな効果があり、オフステート時の電力も大幅に低減できます。
Trinityトリニティ
第2世代CPUコアのPiledriverを採用したAMDの第2世代AシリーズAPU(GPU統合型CPU)の開発コードネーム。ノートPC向けラインナップが2012年5月15日に、デスクトップPC向けラインナップは2012年10月2日に発表されました。
Turbo CORE 3.0 Technology（Intel Turbo Boost Technology）
CPUの負荷に応じてコアの動作クロックを安全な範囲内で調整し、高速に処理する「Turbo CORE Technology」の3世代目となる機能。
Phenom II X6シリーズから導入された初代の機能は少数のコア(全コアの半数以下)に負荷が偏っている場合にクロックを向上させるにとどまっていましたが、FXシリーズから導入された2世代目の機能では全コアに負荷がかかっている状態でもクロックが上昇するようになる。
3世代目では、CPUコアのクロックに加えて、GPUコアのクロックも負荷に応じて動的に向上させることができるようになる。
VLIW（Very LongInstruction Word）
プロセッサのマイクロアーキテクチャの一つで、並列に並べた演算器に対して複数の命令を同時に実行させる方式。
VLIWの仕組み
スーパースカラがプログラムをCPU内部のデコーダ/スケジューラで内部命令に分解して並列実行するのに対し、VLIWではあらかじめコンパイラレベル(ドライバレベル)で並列に実行できるように命令をまとめてプロセッサに与えます。
VLIWのメリットとデメリット
VLIWではハードウェアの設計を単純化できるため動作クロックを高速化しやすいメリットがありますが、一般に並列化しにくい汎用プログラムでは効率が悪くなるデメリットがあります。
vPro（Intel vPro Technology）ビープロ、ブイプロ
Intelが2006年に正式発表した、リモート管理とセキュリティ機能を強化した企業内デスクトップPC向けのプラットフォーム。
ハードウェアによるCPUの仮想化機能であるVT(Virtualization Technology)を搭載したCore2Duoと対応チップセットIntelのギガビットイーサネットでシステムを構成。
VTと管理技術のAMT(Active Management Technology)により、OSから独立したハードウェアベースの通信チャンネルを使い、ネットワーク上のPC管理を実現するもの。
従来のソフトウェアエージェントによるリモート管理と異なり、OSの状態に依存せずに管理が可能で、システム情報も不揮発性メモリに記録され、電源のON/OFFに関係なく収集できます。
VT（Virtualization Technology）ブイティー
Intelが開発した、CPUの仮想化技術。1個のCPU上で異なるOSやアプリケーションを実行できます。
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x86エックスハチロク
Intelが1978年にリリースした8086と後継CPU全体の総称や、それらCPUの命令セットアーキテクチャを包括する呼称に用いられ、初期の16bit命令セットのみを指す場合も。
8bitCPU(8080など)を拡張する形で16bit化され、過去の資産を継承できる現在の主流CPU。
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Zenゼン
AMDがメインストリーム向けのRyzenシリーズおよびハイエンドデスクトップ向けのRyzen Threadripperシリーズ、サーバー向けのEPYCシリーズで採用しているマイクロアーキテクチャ。
2017年登場の第1世代ではZen、2018年登場の第2世代ではZen+、2019年登場の第3世代ではZen2へと進化。従来のAMD CPUのマイクロアーキテクチャよりもクロックあたりに処理可能な命令数が大きく増加したほか、製造プロセスの縮小に伴いZen2アーキテクチャでは最大CPUコア数が倍増、現在のCPU市場を牽引する存在になっています。
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簡易水冷（Closed-Loop/All-In-One Liquid Cooling）
簡易水冷キットのこと。PCの水冷システムのうち、水冷パーツ同士をパイプで接続し冷却液も封入済みの状態で販売されているパーツ。
クーラー自体の組み立てと、運用中のメンテナンスが不要である点がメリット。
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本格水冷
対義的な存在として、各種水冷パーツをユーザーが一つ一つ組み合わせて構築したものを本格水冷と呼びます。
キャッシュCache
CPUのキャッシュについて
一般的なPCシステムでは、メモリアクセスを高速化するために、CPUのコアとメインメモリ間に高速なRAMを置き、コードやデータを一時的に記憶しておくキャッシングという手法が用いられます。
キャッシング用のメモリが複数段置かれている場合は、CPUに一番近いものから順に1次キャッシュ、2次キャッシュと呼んでいます。
CPUキャッシュの仕組み
キャッシングは、速度の違う二つのデバイス間の速度差を埋める手法であり、メインメモリに使われているDRAMのアクセスは、CPUの処理速度に比べてはるかに低速であるため、DRAMのスピードに合わせて処理を行なうと、アクセスのたびにCPUが待たされ、システムパフォーマンスが著しく低下してしまいます。
そこで、高速にアクセスできる少量のメモリを用意し、CPUが頻繁にアクセスするコードやデータを率先して蓄えておくようにします(これを制御するチップやモジュールをキャッシュコントローラと言う)。
必要なものが高速にアクセスできるキャッシュ上にある場合には、遅いメインメモリから読み出す必要がないため、処理速度が向上します。また、キャッシュはメインメモリの読み出しだけでなく、書き込みに対しても有効に機能する。
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極冷(LiquidNitrogenCooling)キョクレイ
ドライアイスやLN2(液体窒素)といった極端に低温の気体や液体によってパーツの冷却を行なうこと。
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究極のオーバークロックを狙う「極冷」
究極のオーバークロックを実現するために、ごく一部のユーザーが用いますが、そのためには殻割りや入念な結露対策も必要になり、当然ながら故障率も跳ね上がります。
空冷(AirCooling)
空気との熱交換により目的物を冷却する方法のこと。熱が温度の高いところから低いところへ伝わる性質を利用した「自然空冷」と、ファンなどを使って空気を熱源に吹き付ける「強制空冷」があり、一般的にはこの二つの空冷方式を組み合わせた冷却が行なわれています。
熱が空気に触れる表面積を広くすることで、効率的に冷やすことができるようヒートシンクやヒートパイプ、ファンといった部品を組み合わせて利用しています。
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コア欠け
現在のCPUはヒートスプレッダと呼ばれる金属プレートが装着された状態で販売されていますが、Pentium IIIやAthlonといったかつてCPUでは、CPUコアを含むダイと呼ばれる小型のチップが表面に露出しているのが一般的でした。
オーバークロックブーム
当時はCPUのオーバークロックがブームになった時代でもあり、CPUを冷却するためのヒートシンクをユーザーが取り付ける際、接触の度合いを高めようとネジを締め込み過ぎるなどによってダイの角や縁に大きな力がかかり、結果としてダイの一部が欠けてしまうという事故がめずらしくなかった。これをコア欠けと呼びます。
現在でも一部のオーバークロッカーは冷却効率をよくするためにヒートスプレッダを外し、ダイに直接ヒートシンクを接触させますが、この際にもコア欠けの危険性があります。
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サイドフロー（Side-Flow）
空冷CPUクーラーの形状の1種。マザーボード面に対して垂直にファンを取り付け、CPUクーラー側面からヒートシンクに向けて空気の流れを作るタイプのこと。
ヒートシンク及び、ファンの大型化が比較的容易である他、PCケースの前面から外気を取り込んで背面から排熱するという理想的なエアフローを構築しやすいのがメリット。
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2基のファンでヒートシンクを挟み込む、ヒートシンクをツインタワー化して1〜3基のファンを取り付ける、といった大型製品もあります。
シリコングリス（Silicon Grease）
放熱の大きなチップや部品にはヒートシンクを取り付けて冷却しますが、それらの表面は平らなように見えて微細な凸凹が存在します。そのままの状態で両者を接触させても凸凹部分にたまった空気により熱の移動が阻害されてしまうため、熱伝導率のよい素材でその凸凹を埋めることで冷却効率は大きく向上します。
その素材として一般的なのが半固体のシリコングリスで、さまざまな種類のもの発売されています。同じ目的でグリスではない形態のものもあり、シート状に加工されたサーマルパッドや液体金属などが利用されています。
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チップセット
広義では、複数のチップを組み合わせてまとまった機能を提供するものを指しますが、PCでは、マザーボードに必要な機能を1〜数個のチップにまとめたものを、特にチップセットと呼んでいます。
古くは、汎用チップの組み合わせで個々の機能を実装していましたが、近年はチップセットの主要機能の一部はCPUに内蔵され、残った機能が集約された結果1チップ構成となっていくという技術の革新の流れがあります。
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チップレット（Chiplet）
CPUにおいて、CPUコアとI/Oのダイを分離した上でCPUパッケージ内で接続する構造のこと。2019年に登場したZen2マイクロアーキテクチャのAMD CPUが採用されています。
CPUコアを搭載したダイは最先端ですが高コストな7nmプロセスで製造し、I/Oやメモリインターフェースなどを搭載したI/Oダイは成熟して低コストな14nmプロセスで製造するなど、CPU全体のサイズやコストの低減に効果が大きく、64コアのような超メニーコアCPUの実現にもこのチップレット構造が寄与しています。
直接接触式ヒートパイプ（Direct Touch Heatpipe）
CPUなど高温の熱源に直接接触させることで熱移動の高速化を図ったヒートパイプ。
ヒートパイプは、パイプ状の金属に揮発性の液体(作動液)を封入した熱伝達部品。加熱部と放熱部で起こる作動液の相変化(気化⇔液化)を利用して、離れた場所に高速かつ大量に熱移動を行なえる性質があります。
CPUクーラーではヒートシンクのベース部分に埋め込んで使われることが一般的でしたが、加熱部分の温度が高いほど温度差が高まり熱移動も高速化することから、CPUのヒートスプレッダにヒートパイプを直接接触させる製品も増えています。
適切な効果を得るには接触面が十分に平滑で、かつ放熱部の冷却能力が十分にあることが条件になります。
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トップフロー（Top-Flow）
空冷CPUクーラーの形状の1種。マザーボード面に対して水平にファンを取り付け、CPUクーラー上部からヒートシンクに向けて空気の流れを作るタイプのことを指します。
CPUクーラー全体の高さを抑えつつ、十分な冷却性能を確保できるのが特徴。大型の製品の場合、CPUだけでなく、CPU周囲の部品類(VRM)などの放熱にも効果が期待できるものもあります。
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代表的な製品は、IntelおよびAMDのCPU付属CPUクーラーなど。
熱交換器（Heat Exchanger）
熱を移動させ効率的に冷却(CPUの場合)することを目的とした放熱部品。
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パイプライン（Pipeline）
命令の実行に必要な処理を小さなステップに分け、それぞれを個別のユニットが流れ作業のように処理していくことによって、CPUの処理速度を向上させる技術。
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ヒートシンク（Heat Sink）
CPUをはじめ、発熱量の多いチップに取り付けられる、アルミなどで作られた金属板。
空気中に効率よく熱を逃がすため、表面にフィンと呼ばれる多数の薄い板を持たせて表面積を大きく取るものが多い。CPUに取り付けるタイプはCPUクーラーとも呼ばれ、ヒートシンクとファンを併用したものが一般的。
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ヒートスプレッダ（Heat Spreader）
熱を拡散(放熱面の拡大)させて放熱効果を高める、金属などでできた放熱板。
ヒートシンクが取り付けられない場所(メモリモジュールなど)での放熱に使われる他、パッケージ本体をヒートスプレッダで覆ったチップもある(CPUやGPUに利用)。
ヒートシンクに効率よく熱を伝える目的で、熱伝導率の高い銅板などをヒートシンクとの間に挟んで使用することも多く、一部の製品では、ヒートシンク自体に埋め込まれています。
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ヒートパイプ（Heat Pipe）
パイプの内側に、細かな網目状の素材(ウィック)を貼り、その中を真空にして内部にわずかな液体(作動液)を封入したもの。
一方の端で液が加熱されて蒸発、管内の圧力差でもう一方へ移動した後、冷えて液化した作動液が、毛細管現象を利用して戻ってくる仕組みで、熱を移動させる仕組み。
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ピン折れ
PGAと呼ばれるタイプのパッケージを採用したCPUの裏側には、CPU側の基板とマザーボード側のCPUソケットを電気的に接続するためのピンが用意されています。これを誤って折ってしまうことをピン折れ、曲げてしまうことをピン曲げと呼ばれています。
AMDのRyzenシリーズは最新の第3世代でもPGAタイプであり、CPUの取り付け・保管の際にはピン折れ曲げの危険性があります。IntelのCPUはCPU側には接点しか持たないLGAと呼ばれるパッケージに移行しています
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プロセスルール（ProcessRule）
チップ内部の最小回路(配線)幅。製造プロセス、あるいは単にプロセスとも。
チップの製造方法
チップは、ウエハーと呼ばれるシリコンの薄い基板上に回路パターンを形成し、部分的に不純物を注入して微細なトランジスタを形成していきます。パターンの形成は、写真の焼き付けとよく似た方法で行なわれ、フォトマスク(回路が描かれたネガに相当)を介し、ウエハーを露光させてレンズで縮小したパターンを焼き付けますが、この時フォトマスクをどれくらい縮小できるかによって回路幅が決まります。
表記はμmやnmで示され、たとえば1μmなら1mmあたり1,000本の配線が形成できます。
同じマスクを用いても、より細かいプロセスルールで製造すれば、その分ダイサイズは縮小、これにより1枚のウエハーからより多くのチップが製造でき、消費電力も削減、発熱量も低下します。
さらに、回路をON/OFFするスイッチの役目をになっているCPU内部のトランジスタは、サイズが縮小されることでスイッチ間(ゲート長と言う)が短くなり、より高速に動作可能に。動作周波数の向上にも、プロセスルールが大きく貢献します。
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プロセッサー・ナンバー（Processor Number）
Intelが2004年にリリースした90nmプロセスのPentiumM(Dothan)から採用した、CPUのクラス(機能)とグレード(性能)の違いを表わす3〜5桁のアルファベットや数字。
ペルチェ素子（PeltierDevice）
異なる種類の導体(金属など)に電流を流すと、熱伝導率の違いにより熱移動が起こる「ペルチェ効果」(Peltiereffect)を利用した熱電(冷却)素子。
2枚の金属でP型半導体とN型半導体を挟み込んだような構造になっており、直流電流を流すと一方の金属から反対面の金属へ熱の移動が起こります。
電流の極性を逆転させるとその関係を反転させることができるため、加熱にも冷却にも利用でき、温度制御も可能となっています。複数枚を重ねて使うことで冷却効果を増大させることができます。
素子自体の発熱量が大きく、その冷却には気を使う必要がありますが、小型で振動も発生しないことからCPUクーラーのほか、携帯用の冷温機などに使われています。
本格水冷（Open-Loop Liquid Cooling）
水または冷却液を媒体として冷却を行なう仕組み。
PC内のCPUやマザーボード、ビデオカードといった発熱の大きなパーツに内部を冷却液が流れる水冷ヘッドと呼ばれる金属部品を取り付け、熱を奪った冷却液をポンプとパイプによって循環させ、ファンを取り付けたラジエータと呼ばれる放熱器から熱を放出します。
冷却液の量が冷却性能に影響するため、大型のリザーバタンクを取り付けることもあります。
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マイクロアーキテクチャ（Microarchitecture）
演算ユニットやパイプライン、各種制御など、CPUが命令を実行するための内部構造。
第n世代と呼ばれるCPUの基盤となる基本設計で、16bit時代の8086(第1世代)、80286(第2世代)ではIntel、AMDともに同一でしたが、386(第3世代)からは分岐することに。
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AMD、リバースエンジニアリングにより互換CPUを提供
AMDはリバースエンジニアリングにより同機能のCPUにIntelのマイクロコード(命令セットを実際に実行する内部命令)を搭載する手法で互換CPUを提供。
その後のP5(Intel) / K5(AMD)はそれぞれ独自のアーキテクチャですが、命令セットアーキテクチャは独自拡張の一部を除いて共通しており、同じプログラムの実行環境を提供していました。
マルチCPU（Multi CPU）
複数のCPUを使うマルチプロセッシング技術を使ったシステムの一つ。このうちデュアルCPUは、2個のCPUを搭載したタイプ。
マルチコアCPU（Multi-Core CPU）
単一チップ上に複数のコア(CPUの中核となる回路)を実装したCPUをマルチコアCPUと言い、二つのコアを搭載したタイプをデュアルコアCPU、四つのコアを搭載したタイプをクアッドコアCPUと言います。
デュアルコアCPUは、2個のCPUを搭載したデュアルCPUと同等のことを単一チップで実現し、高速化を図ります。
2005年、デュアルコアCPU時代が到来
2005年4月、IntelがPentium Extreme Editionをリリース。5月には、AMDがデュアルコアOpteronとAthlon64X2を、Intel PentiumDをラインナップに加え、PCにデュアルコアCPU時代が到来します。
2020年には64コアに到達
以降のx86系CPUは4コア、8コアとコア数を増やしており、2020年に登場したAMD Ryzen Threadripper 3990Xでは64コアに到達した。マルチCPUやマルチコアCPU環境では、個々のスレッドを個別のCPUやCPUコアに振り分けて並列実行することで処理を高速化します。
その実現には、スレッドを複数のCPUに振り分ける機能を持った、マルチプロセッサ対応のOSが必須です。
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ムーアの法則（Moore’s Law）
Intelの創設者の一人GordonE.Moore(ゴードン・ムーア)が唱えた、「一つのチップに集積できるトランジスタ数は18〜24カ月で2倍になる」という予測。
Mooreは、故Robert Noyce(ロバート・ノイス)とともに1968年にIntelを創設。第2代CEO(1975〜1987)を経て、現在は同社の名誉会長を務めています。
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ムーア、1965年に発表された論文で「集積度は、1年で2倍になる」と予想
1965年、Fairchild Semiconductor在籍当時のMooreは「Electronics Magazine」誌(1965年4月19日号)に寄せた論文「Cramming more components onto integrated circuits」において、「コストパフォーマンスのよい集積度は、1年で2倍になる」と予想。
当時は、まだ50コンポーネントを超えたところにあったICの集積度が、5年後には1,000を超え、10年後には6万5,000コンポーネントに達するであろうと述べています。
これがムーアの法則の原典で、後に「1年で2倍」を「2年で2倍」に改訂し現在にいたっています。
経験則から生み出されたムーアの法則
このムーアの法則は、科学的な根拠にもとづいた法則ではなく、いわゆる経験則から生み出されたものであり、その後の半導体技術は、おおむねムーアの予想に沿った勢いで進歩し、18~24カ月ごとに新しい技術で作られた、高密度で高速なチップが登場。半導体産業の技術革新の指標となっています。
命令セットアーキテクチャ
命令セットやレジスタなどのプログラミングにかかわるCPUの基本設計。
内部構造が異なっても、命令セットが同じなら互換CPUとして機能、IntelやAMDのCPUは、既存の命令セットを継承する形で拡張されており、過去のプログラムもそのまま利用可能。
モデルナンバー（Model Number）
AMDが2001年にリリースしたAthlon XPから採用した、CPUの基本性能とクロックを考慮したパフォーマンス値、もしくは、CPUのクラス(機能)やグレード(性能)の違いを表わすアルファベットや数字。
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リテールクーラー（Retail Cooler）
CPUを購入すると化粧箱に同梱されている純正CPUクーラーのこと。この呼び名は和製英語であり、IntelやAMDのデータシートでは単に「サーマル・ソリューション」と言います。
CPUを定格で使用する分には問題なく冷却できる性能を備えているが、動作音は比較的大きめであることが多いです。
それを嫌ってPCを自作するユーザーにはサードパーティ製のCPUクーラーを別途購入するものが少なくなく、そうした状況を受けてCPUメーカー側も、ハイエンドクラスのCPUにはクーラーを同梱しないものが増えている他、LEDで発光するなど自作PCのトレンドをリテールクーラーに取り込む動きも見られます。
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レジスタ（Register）
CPUが演算などの処理を行なう際にデータをCPU内部に一時記憶する極小のメモリで、演算の値や結果、次に実行するプログラムの位置など、処理上必要な多くの情報を格納します。
CPUのbit数を表わす基準は沢山ありますが、一般には整数演算や論理演算を行なうALU(ArithmeticandLogicalUnit:算術論理演算装置)のbit数で表わされ、x86系CPUは、互換性維持のため旧来のレジスタを拡張する形でそれに応じたレジスタを用意します。
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8bit時代のアキュムレータ「Aレジスタ」に8bitを継ぎ足した「AXレジスタ」、さらに16bitを継ぎ足した「EAXレジスタ」。64bit版の「RAXレジスタ」となります。
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