コンピュータの回路といえば、トランジスタが基本的な構成要素である。 トランジスタは、電流の流れを許容したり阻止したりするスイッチのような役割を果たす。 今日、ほとんどのCPUは複雑であるため、トランジスタの数はさまざまである。 しかし、CPUにはいったい何個のトランジスタがあるのだろうか？

最新のCPUには、数十億個とは言わないまでも、数億個のトランジスタが使われていることがある。 例えば、次のようなものだ。 アップルMI 2020のCPUは最大160億 トランジスタ AMD Ryzen 9 3900X 2019は最大98.9億ドル 一方 AMD Epyc Rome 2019は最大395.4億ドル トランジスタ

CPUのトランジスタ数が多ければ多いほど、より優れたテクノロジー、つまりより優れたエクスペリエンスとなります。 CPUのトランジスタ数を決定する要因はいくつかあります。 CPUのトランジスタ数について詳しく知りたい方は、このまま読み進めてください。

CPUのトランジスタ数は何で決まるのか？

CPUの機能は大きく2つに分類できる： データのフェッチとデコード 記憶と 命令を実行する これらの命令を実行するために、CPUは一定数のトランジスタを必要とする。 トランジスタの数が多ければ多いほど、CPUはより多くの処理を実行することができるため、CPUの性能は向上する。 以下に、CPUのトランジスタ数に影響を与える要因をいくつか挙げる。

要因その1：建築

CPUのアーキテクチャとは、命令の種類とCPUが命令を処理する方法を指す。 今日の環境では、2つの一般的なプロセッサ・アーキテクチャがある。 64ビット(AMD64、IA64、x86)と32ビット(x64) つまり、どのアーキテクチャのCPUに搭載されているかによって、搭載されているトランジスタの数も変わってくるのです。 その理由は、CPUのアーキテクチャによっては、特定の種類のタスクを処理するのに優れているものもあるからです。 つまり、CPUのトランジスタの数は 64ビットCPUアーキテクチャの方がトランジスタ数が多い 32ビットに比べて大きなデータチャンクを処理できる。

要因2：コア数

CPUのトランジスタ数に影響を与えるもう一つの要因は、プロセッサーのコア数である。 CPUのコアとは、以下のような部分である。 指示を受け、操作を実行する CPUにはシングルコアとマルチコアがあり、2つのコアを持つCPUは次のように呼ばれる。 デュアルコア 一方、4コアのものは クアッドコア このように、CPUのコア数が多ければ多いほど、使用できるトランジスタの数が増え、CPUは高速になる。

要因その3：TDP

TDPまたは 熱設計電力 CPUの消費電力とは、理論上の最大負荷時にCPUが使用する電力量のことである。 プロセッサの負荷が高ければ高いほど、プロセッサはより多くの熱を発生する。 したがって、コンピュータ・メーカーは、どのような負荷がかかっても熱を逃がすことができる冷却システムを設計しなければならない。 CPU上のトランジスタもこのシステムを制御している。 CPUが多くの作業を行う場合、より優れた冷却システムが必要となる。 より多くのトランジスタ - オーバーヒートを防ぐ .

要因その4：クロック速度

クロック・スピードは、プロセッサーのトランジスタ数に影響を与えるもう一つの要因である。 クロック・スピードは、プロセッサーのトランジスタ数に影響を与えるもう一つの要因である。 CPUが1秒間に実行する処理数 プロセッサーのクロック速度は、以下の単位で表される。 GHz 一方、一部の古いモデルのCPUは、以下の単位で測定される。 MHz .

つまり、クロック速度が 2.0 GHz ということは 20億プロセス プロセッサーのクロック速度が高ければ高いほど、より多くの処理を実行することができる。 そして、プロセッサーが高いクロック速度を持つためには、次のことが必要である。 より多くのトランジスタ したがって、クロックスピードが速ければ速いほどトランジスタの数は多くなり、クロックスピードが遅ければ遅いほどトランジスタの数は少なくなる。

要因5：製造プロセス

メーカーが使用する製造工程は、CPUのトランジスタ数に影響を与える可能性がある。 すべてのメーカーが、1つのCPUにより多くのトランジスタを搭載できる高度な技術を持っているわけではない。 1つのコアのトランジスタ数を増やすと、以下のような問題が発生する。 生産コストを上げる それゆえ、ユーザーがより手頃な価格でCPUを購入できるようにするために、CPUにそれほど多くのトランジスタを搭載することに大喜びするメーカーは多くない。 CPUが必要な性能を発揮する限り、メーカーは数を大幅に増やしてもあまり気にしないようだ。

要因その6：その他の要因

例えば、GPUの存在によってCPUのトランジスタ数が大幅に増加することがあります。 専用グラフィックスカード もしCPUに 統合グラフィックプロセッサ そうなれば、CPUに入力しなければならないトランジスタ・メーカーの数が増えることになる。

トランジスタには 幅広い用途 とは、コンピュータのCPUだけに使われているわけではない。

結論

CPUのトランジスタ数を知ることは、やや曖昧で透明なことである。 今日、多くのCPUは何十億ものトランジスタでできている。 だから、CPUに何百万、何百億のトランジスタが搭載されているかに注目するよりも、そのデバイスが何ができるかに関心を持つことの方が価値がある。 したがって、クロック速度、コア数、キャッシュサイズといったCPUのスペックは、より良い指標となる。パフォーマンスだ。

よくある質問

現代のCPUの微細なサイズを考えると、なぜトランジスタが何十億個も搭載できるのだろうか？ これは、現在のCPUのトランジスタが想像以上に小さいから可能なのだ。 CPUの平均的なトランジスタは、わずか1個である。 約14ナノメートル このことをよりよく理解するために、CPUのトランジスターの大きさを考えてみよう。 DNA分子の14倍の幅 .

CPUのトランジスターは、次のような複雑なコンピューター制御によって製造されている。 リソグラフィー 非常に微細であるため、極端な紫外線の下でシリコンウェハー上に印刷される。