こんにちは、まさとです。
今回は、CPUがどのような考えの元、
作られているかについて
解説していきます。
まだCPUが何をしているのか知らない。という方は
是非下の記事を一読していただくとより理解が深まるかと思います！
CPUはCISC(シスク)とRISC(リスク)といった
設計思想に基づいて作られています。
そもそも、なぜ2つの考え方があるのかというと
CPUというのは基本的に中央の処理をしていきます。
使う側としては
できるだけ早く処理をしてほしい！
複雑な処理もしてほしい！
などと考えます。
同じ仕事をなるべく短い時間で処理するのと
できることの幅を増やすというのは
両方を一気に実現するのは難しいです。
やったことがある方もいると思いますが
テストでこの教科は捨てて、
この教科だけ頑張るみたいな！
どちらかに重点を当てて、
そちらをどんどん伸ばしていこう
というのが二つ考えがある理由です。
設計思想 CISC(シスク)
CISC(Complex Instruction Set Computer)
ある程度複雑な命令(一つの命令で細かい命令をいくつか含んでいるもの)
を実行できるようにして
なるべく少ない行数でタスクを
実行することを目的とした考え方です。
今皆さんが使っているコンピュータに搭載されているCPUは
このCISC思想に基づいているものが多いです。
その分、速度は
そこまで追い求めていないという
考え方です。
速度は追い求めないといっても
もちろん早いんですけどね笑
設計思想 RISC(リスク)
RISC(Reduced Instruction Set Computer)
単純な命令を実行することを基本とした考え方です。
CISCに比べると命令の行数は多くなりますが
単純な命令のため速度は早くなるよう設計するやり方です。
RISC思想が使われているのは
一般的にARM系CPU(組み込みシステムやモバイル端末)
などです。
ARM系CPUというのは家電などのことを指します。
CPUの高速化技術
パイプライン処理
少しずつずらして処理を行うことで
あいた資源を有効に活用し
高速化を測るものです。
上図ではフェッチ、デコード、読み出し、実行と分かれていますが
この処理の分割数を深さと言います。
スーパースカラ
上記のパイプライン処理を行う回路を複数持たせることで
全く同時に複数の命令を実行できるようにしたものです。
パイプラインを実行できるユニットを複数搭載させることで
より効率化を目指しているんですね。
スーパーパイプライン
各処理の中身をもっと分割して
パイプライン処理の効率をアップさせるものです。
つまり、より深さを増やすということですね！
最後に
いかがだったでしょうか。
今回の内容をまとめます。
- 設計思想 CISC(シスク)
- 設計思想 RISC(リスク)
- CPUの高速化技術
お疲れ様でした。
ただ早いと思ってたけど
こんな考えの元、作られているんだね
ちょっとはCPUを作る人の気持ちがわかったよ
今回はCPUの設計思想について
解説してきました。
CISC,RISCそれぞれどのような設計思想か
高速化するために使われている技術は何か
この二つがすぐに答えれるようになってくださいね！
以上、まさとでした。
