CPU

 CPUは、パソコンやサーバーにおいて数値演算を行う最重要パーツです。
 CPUの演算速度が実質パソコンの速さであり、マザーボートと強い依存関係があるため、メモリやハードディスクのように購入後、容易に増設や入れ替えが出来ないパーツです。
 このため、パソコン、サーバーを購入する際は、特にCPUの性能に気をつける必要があると言えます。


目次
3.SoC

1.CPUの性能


 昔はクロック周波数だけで表せましたが、現在は、クロック周波数コア数スレッド数、その他からCPUの性能を判断します。

 その他は、L3キャッシュ容量、製造プロセス(リソグラフィー)、TDPなどです。


クロック周波数

 CPUの性能を表す1つの指標です。コンピュータの内部は全て「0」か「1」の2進数で処理されていて、CPUは振り子のように「0」「1」を切替えて演算を行います。 この「0」「1」の切替え速度を表す単位がクロック周波数で、単位はGHz(ギガヘルツ)です。
 1GHzの場合、1秒間で1,000,000,000回(10億回)「0」「1」の切替えが行われます。
 このHzが大きければ大きいほど、CPUの処理速度は速いと言えます。
 一昔前はクロック周波数が唯一のCPUの速度を表す指標だったのですが、半導体製のCPUはクロック周波数を上げれば上げるだけCPUの発熱量が上がってしまうため、2005年頃、クロック周波数を上げることによるCPUの速度アップは一旦限界を迎えることになりました。

コア数

 複数のCPU機能を1つのCPUの中に内包し、並列処理を行うことでCPUの速度アップを方法において、 CPUに内包したCPU機能のことをコアと呼び、そのコアの数をコア数と呼びます。また、コアを複数持つCPUをマルチコアCPUと呼びます。コア数が多ければ多いほどCPUの処理速度は速いと言えます。

スレッド数

 ハイパースレッディング(HT)というインテル独自の技術により、同一CPU上で複数の命令を実行できます。これにより、1つのCPUであっても2CPU同時に使用しているような実行速度になります。
 この同一CPU上で実行される命令のことをスレッドと呼び、同時に実行できるスレッドの数をスレッド数と呼びます。スレッド数が多ければ多いほどCPUの処理速度は速いと言えます。
 上記コアと比較して仮想コアとも呼ばれます。コアのように物理的にCPU機能が分離しているのではなく、あくまでHTプログラムによってマルチ化されています。
 例えば2コアでHT機能付きであれば、4スレッド同時に命令を実行できます。対して4コアHT無しの場合、同じく4スレッド同時に命令を実行できますが、HTプログラムを経由しない分4コア、HT無しの方が高速です。


2.CPUの製造メーカー

 2017年現在、インテルがシェア独占(約80%)でしたが、CPUパーツ販売を中心にAMDが猛追しています。
 ここではインテルのCPUについてまとめています。AMDの「Ryzen」シリーズについてはこちらで詳しくまとめています。


インテルのCPU製品の「ブランド」

 CPUの性能は、クロック周波数だけでは表せなくなり、コア数、スレッド数などを含め総合的に判断しなければならなくなりました。
 しかし、それでは消費者に分かりにくいので、インテルはXeon Platinum、Xeon Gold、Core i9、Core i7といった製品のブランド名を用いて、名前だけである程度のCPU性能グレードを判断できるようにしました。


 ~ ブランドのグレード ~
 【企業向け】

 Xeon Platinum > Xeon Gold > Xeon Silver > Xeon W > Xeon E3
 > Xeon Bronze

 【個人向け】

 Core i9 > Core i7 > Core i5 > Core i3 > Pentium > Celeron


Core vProとは
 企業内で使われるPCの日常の運用管理業務を支援するのに適したハードウェアを備えていること示す目的でパソコンに与えられるブランド名です。
 CPUに付けられたブランド名ではありません。昔の「Centrino」と指し示す対象は違いますが、意味合いは同じです。


【個人向け】インテルのCPU製品ラインナップ

インテルのCPU製品の世代

 同じCore i7どいうブランドでも第一世代、第二世代というように発売時期によってグレードアップされ、その性能が、全く違います。

 大まかにですが、世代が進むごと総合的な見直しが図られ、約20%~40%の速度向上が進められ、あわせて省電力化などの機能も進化します。


【インテルCPU製品の世代一覧】

世代 発売時期 ロゴ 製造プロセス 対応メモリ 備考
第1世代 Nehalem 2008年 45nm DDR3
第2世代 Sandy-bridge 2011年 32nm DDR3
第3世代 Ivy-bridge 2012年 22nm DDR3
第4世代 Haswell 2013年 22nm DDR3
第5世代 Broadwell 2014年 14nm DDR3
第6世代 Skylake 2015年 14nm DDR4 対応メモリがDDR4になる。
第7世代 Kaby lake 2016年 14nm DDR4 Core i9については、
Skylake-Xとして第7世代で登場。
第8世代 Coffee Lake-S 2017年 14nm DDR4 【最新】
第9世代 Canon Lake 未定 未定 10nm 未定


※製造プロセス(リソグラフィー):CPUの半導体の回路線幅。小さければ小さいほど半導体の密度が上がり、結果同一面積により多くの半導体を配置することができ、CPUの速度向上につながります。


インテルのCPU製品のプロセッサナンバー

プロセッサナンバーの確認方法

 CPUのプロセッサナンバーは、Windows10の場合、スタートボタンを右クリック→「システム」をクリックすると、以下の画面が表示されます。この中の「プロセッサ」を見れば分かります。

 この場合プロセッサナンバーはCore-i7-4510Uです。

 プロセッサナンバーの数字4桁の1桁目は世代を表します。
 この場合4510の1桁目は4なので、第4世代(Haswell)だということが分かります。

 プロセッサナンバーの数字が3桁の場合は第1世代です。


 プロセッサナンバー数字4桁の後にアルファベット1字がつく場合とつかない場合があります。
 つかない場合は標準的な設計です。
 つく場合は以下の表によります。
 上図の場合はUがつくので、超省電力CPUであることが分かります。


【プロセッサナンバー末尾のアルファベットの意味】

アルファベット 種類 意味
K デスクトップ向け
モバイル向け
倍率ロックフリーモデル。オーバークロック※が可能。
上位モデル。
X デスクトップ向け 倍率ロックフリーモデル。オーバークロック※が可能。
最上位モデル。Xシリーズと呼ばれる。
E デスクトップ向け エクストリームモデル。機能強化。
S デスクトップ向け 末尾にSがつかない場合に比べ省電力。ただしベースクロックが低下。
T デスクトップ向け さらに省電力。さらにベースクロックが低下。
H モバイル向け ハイパフォーマンス、ハイグラフィックス
HQ モバイル向け ハイパフォーマンス、ハイグラフィックス、クアッドコア
※2018年4月モデルからクアッドコアでも「H」のみの表記になりました。
G モバイル向け ハイパフォーマンス、ハイグラフィックス、クアッドコア
GPUにAMD「RADEON RX Vega M」内蔵モデル。
B モバイル向け メーカーの発表がなく分かりません。
6コア、TDP:65WのCPUに共通して表記されています。
U モバイル向け 超省電力。
Y モバイル向け さらに超省電力。
※Yは例外で数字2文字目が置き換わります。例:Core i7-7Y75

※オーバークロック:CPUに初期設定されているベースクロック周波数を上げて使用すること。発熱量が増えCPUの寿命を縮めてしまうリスクがありますが、本来の能力以上の速度を実現できます。実施は自己責任で、メーカー保証対象外の、もはやドーピングです。ただし、標準設定は安全重視すぎて、本来の性能を出し切れていないという話も聞きます。このオーバークロックを行うことが可能なCPUは倍率ロックフリーモデルであるX、Kのみです。


【個人向け】最新のCPU製品ラインナップ

 現在、新規購入する場合の選択肢となる、第7世代、第8世代のCPUをまとめます。


 NEW!

2018年4月 モバイル向けCPUを中心に多くの製品が発売されました。

 特筆すべきは、Core i9-8950HK。モバイル向けCPU初のi9ブランドです。

  第8世代

プロセッサ
ナンバー
種類 コア数/
スレッド数
定格クロック/
最大クロック
L3キャッシュ 製造
プロセス
内蔵グラフィック TDP 参考
価格
Core i9-8950HKモバイル6/122.9GHz/4.8GHz12MB14nm表記されず45W
Core i7-8750Hモバイル6/122.2GHz/4.1GHz9MB14nm表記されず45W
Core i7-8559Uモバイル4/82.7GHz/4.5GHz8MB14nm表記されず28W
Core i5-8300Hモバイル4/82.3GHz/4.0GHz8MB14nm表記されず45W
Core i5-8500Bモバイル6/63.0GHz/4.1GHz9MB14nm表記されず65W
Core i5-8400Bモバイル6/62.8GHz/4.0GHz9MB14nm表記されず65W
Core i5-8700Bモバイル6/123.2GHz/4.6GHz12MB14nm表記されず65W
Core i5-8269Uモバイル4/82.6GHz/4.2GHz6MB14nm表記されず28W
Core i5-8259Uモバイル4/82.3GHz/3.8GHz6MB14nm表記されず28W
Core i3-8300モバイル4/43.7GHz/3.7GHz8MB14nm表記されず62W
Core i3-8109Uモバイル2/43.0GHz/3.6GHz4MB14nm表記されず28W
Core i5-8130Uモバイル2/42.2GHz/3.4GHz4MB14nm表記されず15W
Core i5-8400Tディスクトップ6/61.7GHz/3.3GHz9MB14nm表記されず35W
Core i3-8300Tディスクトップ4/43.2GHz/3.2GHz8MB14nm表記されず35W

 今回のリリースから「Intel UHD Graphics 630」というような内蔵グラフィックのブランド名の表記がなくなっています。各CPUごと少しづつグラフィック性能を変えており、ブランド名で一概に説明できなくなったことが理由だと思われますが、これにより過去CPUのグラフィックス性能との比較が難しくなっています。各CPUごとグラフィックス性能を示す主なパラメータをまとめると以下の通りです。

プロセッサ
ナンバー
グラフィックスベース
動作周波数
グラフィックス
最大動的周波数
グラフィックス
ビデオメモリ最大容量
最大解像度
Core i9-8950HK350MHz1.2GHz64GB4096×2304(UHD)
Core i7-8750H350MHz1.1GHz64GB4096×2304(UHD)
Core i7-8559U300MHz1.2GHz32GB4096×2304(UHD)
Core i5-8300H350MHz1.0GHz64GB4096×2304(UHD)
Core i5-8500B350MHz1.1GHz64GB4096×2304(UHD)
Core i5-8400B350MHz1.05GHz64GB4096×2304(UHD)
Core i5-8700B350MHz1.2GHz64GB4096×2304(UHD)
Core i5-8269U300MHz1.1GHz32GB4096×2304(UHD)
Core i5-8259U350MHz1.05GHz32GB4096×2304(UHD)
Core i3-8300350MHz1.15GHz64GB4096×2304(UHD)
Core i3-8109U300MHz1.05GHz32GB4096×2304(UHD)
Core i5-8130U300MHz1.0GHz32GB4096×2304(UHD)
Core i5-8400T350MHz1.05GHz64GB4096×2304(UHD)
Core i3-8300T350MHz1.1GHz64GB4096×2304(UHD)



2018年1月 モバイル向け、Radeon RX Vega M内蔵の第8世代CPUが発売されました。

 対象商品:Core i7-8809G、Core i7-8709G、Core i7-8706G、Core i7-8705G、Core i5-8305G。
 AMD社製の最新GPU「RADEON RX Vega M Graphics」がインテルCPUに内蔵されています。
 いわゆるAPUに分類される製品です。

  第8世代

プロセッサ
ナンバー
種類 コア数/
スレッド数
定格クロック/
最大クロック
L3キャッシュ 製造
プロセス
内蔵グラフィック TDP 参考
価格
Core i7-8809Gモバイル4/83.1GHz/4.2GHz8MB14nmRadeon RX Vega M GL45W
Core i7-8709Gモバイル4/83.1GHz/4.1GHz8MB14nmRadeon RX Vega M GL45W
Core i7-8706Gモバイル4/83.1GHz/4.1GHz8MB14nmRadeon RX Vega M GL45W
Core i7-8705Gモバイル4/83.1GHz/4.1GHz8MB14nmRadeon RX Vega M GL45W
Core i5-8305Gモバイル4/82.8GHz/3.8GHz6MB14nmRadeon RX Vega M GL45W



【2017年末までに発売された、主な個人向けCPU製品ラインナップ】

  第8世代

 Xシリーズ

プロセッサ
ナンバー
種類 コア数/
スレッド数
定格クロック/
最大クロック
L3キャッシュ 製造
プロセス
内蔵グラフィック TDP 参考
価格
Core i7-8700Kディスクトップ6/123.7GHz/4.7GHz12MB14nmIntel UHD Graphics 63095W39,700
Core i7-8700ディスクトップ6/123.2GHz/4.6GHz12MB14nmIntel UHD Graphics 63065W33,500
Core i5-8600K ディスクトップ6/63.6GHz/4.3GHz9MB14nmIntel UHD Graphics 63095W29,800
Core i5-8400 ディスクトップ6/62.8GHz/4.0GHz9MB14nmIntel UHD Graphics 63065W20,980
Core i3 8350Kディスクトップ4/44.0GHz/4.0GHz8MB14nmIntel UHD Graphics 63091W19,800
Core i3 8100ディスクトップ4/43.6GHz/3.6GHz6MB14nmIntel UHD Graphics 63065W13,500
Core i9-7980XEディスクトップ18/362.7GHz/4.5GHz25MB14nm-165W215,750
Core i9-7960Xディスクトップ16/323.0GHz/4.5GHz22MB14nm-165W185,000
Core i9-7940Xディスクトップ14/283.0GHz/4.5GHz19MB14nm-165W159,250
Core i9-7920Xディスクトップ12/242.9GHz/4.5GHz17MB14nm-140W130,800
Core i9-7900Xディスクトップ10/203.3GHz/4.5GHz14MB14nm-140W104,980
Core i7-7820Xディスクトップ8/163.6GHz/4.3GHz11MB14nm-140W61,800
Core i7-7800Xディスクトップ6/123.5GHz/4.0GHz8MB14nm-140W42,980
Core i5-7640Xディスクトップ4/44.0GHz/4.2GHz6MB14nm-112W22,300
Core i7-7700Kディスクトップ4/84.2GHz/4.5GHz8MB14nmIntel HD Graphics 63091W
Core i7-7700ディスクトップ4/83.6GHz/4.2GHz8MB14nmIntel HD Graphics 63065W
Core i7-7700Tディスクトップ4/82.9GHz/3.8GHz8MB14nmIntel HD Graphics 63035W
Core i5-7600Kディスクトップ4/43.8GHz/4.2GHz6MB14nmIntel HD Graphics 63091W
Core i5-7600ディスクトップ4/43.5GHz/4.1GHz6MB14nmIntel HD Graphics 63065W
Core i5-7600Tディスクトップ4/42.8GHz/3.7GHz6MB14nmIntel HD Graphics 63035W
Core i5-7500ディスクトップ4/43.4GHz/3.8GHz6MB14nmIntel HD Graphics 63065W
Core i5-7500Tディスクトップ4/42.7GHz/3.3GHz6MB14nmIntel HD Graphics 63035W
Core i5-7400ディスクトップ4/43.0GHz/3.5GHz6MB14nmIntel HD Graphics 63065W
Core i5-7400Tディスクトップ4/42.4GHz/3.0GHz6MB14nmIntel HD Graphics 63035W
Core i3-7350Kディスクトップ2/44.2GHz/4.2GHz4MB14nmIntel HD Graphics 63060W
Core i3-7320ディスクトップ2/44.1GHz/4.1GHz4MB14nmIntel HD Graphics 63051W
Core i3-7300ディスクトップ2/44.0GHz/4.0GHz4MB14nmIntel HD Graphics 63051W
Core i3-7300Tディスクトップ2/43.5GHz/3.5GHz4MB14nmIntel HD Graphics 63035W
Core i3-7100ディスクトップ2/43.9GHz/3.9GHz3MB14nmIntel HD Graphics 63051W
Core i3-7100Tディスクトップ2/43.4GHz/3.4GHz3MB14nmIntel HD Graphics 63035W
Core i7-8650Uモバイル4/81.9GHz/4.2GHz8MB 14nmIntel UHD Graphics 620 15W
Core i7-8550Uモバイル4/81.8GHz/4.0GHz8MB 14nmIntel UHD Graphics 620 15W
Core i5-8350Uモバイル4/81.7GHz/3.6GHz6MB 14nmIntel UHD Graphics 620 15W
Core i5-8250Uモバイル4/81.6GHz/3.4GHz6MB 14nmIntel UHD Graphics 620 15W
Core i7-7920HQモバイル4/83.1GHz/4.1GHz8MB14nmIntel HD Graphics 63045W
Core i7-7820HQモバイル4/82.9GHz/3.9GHz8MB14nmIntel HD Graphics 63045W
Core i7-7820HKモバイル4/82.9GHz/3.9GHz8MB14nmIntel HD Graphics 63045W
Core i7-7700HQモバイル4/82.8GHz/3.8GHz6MB14nmIntel HD Graphics 63045W
Core i5-7440HQモバイル4/42.8GHz/3.8GHz6MB14nmIntel HD Graphics 63045W
Core i5-7300HQモバイル4/42.5GHz/3.5GHz6MB14nmIntel HD Graphics 63045W
Core i3-7100Hモバイル2/43.0GHz/3.0GHz3MB14nmIntel HD Graphics 63035W
Core i7-7600Uモバイル2/42.8GHz/3.9GHz4MB14nmIntel HD Graphics 62015W
Core i7-7500Uモバイル2/42.7GHz/3.5GHz4MB14nmIntel HD Graphics 62015W
Core i5-7300Uモバイル2/42.6GHz/3.5GHz3MB14nmIntel HD Graphics 62015W
Core i5-7200Uモバイル2/42.5GHz/3.1GHz3MB14nmIntel HD Graphics 62015W
Core i3-7100Uモバイル2/42.4GHz/2.4GHz3MB14nmIntel HD Graphics 62015W
Core i7-7Y75モバイル2/41.3GHz/3.6GHz4MB14nmIntel HD Graphics 6154.5W
Core i5-7Y57モバイル2/41.2GHz/3.3GHz4MB14nmIntel HD Graphics 6154.5W
Core i5-7Y54モバイル2/41.2GHz/3.2GHz4MB14nmIntel HD Graphics 6154.5W
Core m3-7Y32モバイル2/41.1GHz/3.0GHz4MB14nmIntel HD Graphics 6154.5W
Core m3-7Y30モバイル2/41.0GHz/2.6GHz4MB14nmIntel HD Graphics 6154.5W

※TDP:(Thermal Design Power / 熱設計電力)。発熱量の目安で、消費電力とも関係します。

※Core m3:モバイルの低消費電力に特化した、ローエンドCPUです。Core i3のサブストリームとして扱われます。Surface4やMacBookに搭載されています。



【企業向け】インテルのCPU製品ラインナップ

 企業向けXeonブランドは、もともとはE7>E5>E3というブランド体系だったのですが、スケーラブルプロセッサーシリーズ(Platinum、Gold、Silver、Bronze)としてブランド名が変わりました。
 これにより個人向けブランドのように世代を意識する必要がなくなっています。


【企業向け】最新のCPU製品ラインナップ

 現在、Xeonスケーラブルプロセッサーシリーズ(Platinum、Gold、Silver、Bronze)、ワークステーション向けXeon Wシリーズ、小規模向けXeon E3シリーズの3シリーズで展開しています。

【企業向けCPU製品ラインナップ】

プロセッサ
ナンバー
種類 コア数/
スレッド数
定格クロック/
最大クロック
L3キャッシュ 製造プロセス 内蔵グラフィック TDP
Xeon Platinum 8180サーバー28/562.5GHz/3.8GHz38.50 MB 14nm-205W
Xeon Platinum 8170サーバー26/522.1GHz/3.7GHz35.75 MB 14nm-165W
Xeon Platinum 8160サーバー24/482.1GHz/3.7GHz33.00 MB 14nm-150W
Xeon Gold 6154 サーバー18/363.0GHz/3.7GHz25.00 MB 14nm-200W
Xeon Gold 6140サーバー18/362.3GHz/3.7GHz24.75 MB 14nm-140W
Xeon Gold 5118サーバー12/242.3GHz/3.2GHz17.00 MB 14nm-105W
Xeon Silver 4116サーバー12/242.1GHz/3.0GHz16.50 MB 14nm-85W
Xeon Silver 4114サーバー10/202.2GHz/3.0GHz13.75 MB 14nm-85W
Xeon Silver 4112サーバー4/82.6GHz/3.0GHz8.25 MB 14nm-85W
Xeon Bronze 3106サーバー8/81.7GHz/1.7GHz11.00 MB 14nm-85W
Xeon Bronze 3106サーバー6/61.7GHz/1.7GHz8.25 MB 14nm-85W
Xeon W-2155サーバー10/203.3GHz/4.5GHz13.75 MB 14nm-140W
Xeon W-2123サーバー4/83.6GHz/3.9GHz8.25 MB 14nm-120W
Xeon W-2123サーバー4/42.9GHz/2.9GHz8.00 MB 14nm-120W
Xeon E3-1270 v6サーバー4/83.8GHz/4.1GHz8.00 MB 14nm-72W
Xeon E3-1240 v6サーバー4/83.7GHz/4.1GHz8.00 MB 14nm-72W
Xeon E3-1220 v6サーバー4/43.0GHz/3.5GHz8.00 MB 14nm-72W


CPU速度進化の頭打ち

 当初クロック周波数を上げることで、速度向上を目指していましたが頭打ち。マルチコアも頭打ちとなってきています。製造プロセスについては10nmに向けて開発が続けられていますが、今後、毎年大幅な速度向上という状況にはならないと言われています。


3.SoC

 iPhoneやAndroid等のスマートフォンと、iPadやMediaPadなどの小型タブレットはCPUではなく、
SoC(System on Chip:システム オン チップ)と呼ばれる、CPUとメモリ、マザーボードなどが高度に集積されたパーツを搭載しています。よりシビアな容量の中に、各種パーツを詰め込むため、様々な技術が利用されています。


 iPhone、iPadにはアップルが自社設計するAシリーズと呼ばれるSoC。
 Andorid系にはクアルコム(Qualcomm)のSnapdragonと呼ばれるSoCが多く利用されています。
 CPU市場の王者であるインテルですが、ことSoCについては非常に苦戦しており、IntelのSoCブランド、Intel Atomシリーズについては撤退するとの報道が流れたほどです。



おすすめの関連記事

注目のAMD社製CPU Ryzenとは
インテル一択だったCPUですが、パソコンパーツ市場ではAMD社製CPU Ryzenが注目されています。
GPU
GPUについてまとめました。
メモリ
メモリについてまとめました。
ハードディスク
SATA、SAS、SSDの規格をまとめました。