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2024-10-21 00:00:00
The Drive へようこそ！約 20 年間にわたり PC ハードウェア分野をカバーしてきた、PC ハードウェア主任編集者の Richard Edmonds が監修。
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私たちが依存しているほぼすべてのものの中に
マイクロプロセッサは入力を受け取り、いくつかの操作を実行して出力を生成します。マイクロプロセッサは、中央処理装置 (CPU) という用語と同じ意味で使用されることが多いですが、システム オン チップ (SoC) と同じではありません。小型ではありますが、これらの高機能デバイスには何百万もの小さなコンポーネントが含まれています。高レベルでは、マイクロプロセッサはシステム メモリからデータを取得し、命令をデコードして操作を実行し、結果をメモリに移動します。
プロセッサーは複数のコア (およびスレッド) を持つことができ、デバイスがクロックごとに複数の命令を処理できるようになります。以前のマイクロプロセッサにはデータ処理用の単一レーンがありましたが、最新の AMD および Intel チップには複数のレーンがあり、帯域幅を高めるためにクロック速度が高速になっています。現在では、最小のデバイスから超大型のメインフレームに至るまで、あらゆるものの内部に 1 つまたは複数のマイクロプロセッサが搭載されています。マイクロプロセッサの内部には、ダイオード、抵抗器、トランジスタがあります。
フェッチ -> デコード -> 実行
CPU は命令セット アーキテクチャ (ISA) に基づいています。現在ニュースで人気があるのは、x86 と Arm の 2 つです。これらは基本的に、CPU が命令の処理や、接続されたハードウェアと対話する方法を処理するための、ある種の青写真として機能します。キャッシュは CPU に搭載されており、迅速にアクセスできるようにデータを保存するために使用されます。 L1 が最小かつ最速で、次に L2、L3 が続きます。キャッシュ内でデータが見つからない場合、CPU はランダム アクセス メモリ (RAM) に移動します。
プロセッサはクロック信号を使用して、すべての同期を維持します。この信号は CPU マーケティングで表され、ヘルツ (Hz) とギガヘルツ (GHz) で測定されます。数百万の部品、高いクロック速度、数百万の命令により、かなりの量の熱が発生します。 AMD や Intel などの CPU に大きなヒート スプレッダーが搭載されているのはこのためです。この部品は、単純なヒートシンクまたはオールインワン (AIO) 液体冷却ブロックである CPU クーラーと接触します。
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マイクロプロセッサはどのようにして生まれたのか
すべてはロバート・ノイスから始まりました
1959 年、ロバート ノイスはモノリシック集積回路 (IC) チップを発明しました。ジャック キルビーによるハイブリッド集積回路 (ハイブリッド IC) に続き、モノリシック集積回路チップは米国空軍とアメリカ航空宇宙局のハードウェアに使用されましたが、後に IBM やその他の企業から市販のコンピュータに採用されるようになりました。 IC はより多くの人々をパーソナル コンピュータにさらす責任がありましたが、物事が本格的に軌道に乗ったのはマイクロプロセッサの登場まででした。
Intel は 1971 年に最初のシングルチップ マイクロプロセッサである 4004 を発売しました。単一の MOS 大規模集積回路 (MOS LSI) チップをベースとしたこれらの初期のプロセッサは基本的なものですが、1 秒あたり数万の命令を処理できました。マイクロプロセッサのさらなる開発により、オペレーティング システムと対話できる、よりコンパクトなコンピュータが可能になりました。 Apple II、Commodore PET、および TRS-80 は、一般大衆がマイクロコンピュータを取得するきっかけを作りました。アプリケーションやゲームを開発するための PC を入手するのが容易になりました。
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マイクロプロセッサは 4 ビットとして始まりましたが、今日私たちが依存している 64 ビットに成長しました。これにより、64 ビット操作の実行が可能になり、インテルが汎用ロジック デバイスであるインテル 4004 を発売する前に複数の IC ボードで可能であったものよりもはるかに強力です。現在では、何十億ものデバイスの中に CPU が搭載されています。世界中で。スマートウォッチやテレビから自動車や飛行機に至るまで、あらゆるものにマイクロプロセッサが組み込まれており、命令の処理、他のハードウェアとのやり取り、ソフトウェアの実行を行っています。
今日のテクノロジーでは、マッチ箱ほどの大きさのポータブル デバイスを手に取り、何千マイルも離れた相手とビデオ通話を楽しむことができます。ラップトップにはビデオ編集ソフトウェアを実行できるプロセッサが搭載されており、1 回の充電で長時間使用できます。巨大なバッテリー パックが電気自動車に電力を供給し、機能豊富なソフトウェアを実行して、地球をこれ以上汚染することなく安全に目的地に到着できるようにします。マイクロプロセッサは驚異であり、他の多くの技術的進歩と同様に、私たちは当然のものと考えています。
#今日私たちが知っている #を生み出したマイクロプロセッサの驚異