バッテリー容量の限界
1998年の携帯電話のRAMは64KB、フラッシュメモリは1MB、バッテリー容量は900mAh。
2015年のスマートフォンのRAMは3GB、フラッシュメモリは128GB、バッテリー容量は2550mAh。
RAMやフラッシュメモリの著しい進化に対し、バッテリー容量は3倍にも達していない。
現代のシステムはバッテリー容量がボトルネックであり、消費電力を抑えることが最優先である。
CPUのトレードオフ
CPUの動作周波数を高めると消費電力の増加が著しいし、CPUのコア数を増やすと設計の複雑化と製造コストの増加を伴う。
コストと付加価値のトレードオフである。
CPUの進化
- 1990年代はシングルコアで動作周波数を高めることに注力していた。
- 2000年代は同じコアを並べたマルチコアに進化した。
- 2010年代は異なるコアを並べたマルチコアが主流である。
メモリアーキテクチャ
上のものほど高速であるが高価である。
- レジスタ (フリップフロップ)
- キャッシュ (SRAM)
- 物理メモリ (DRAM)
- フラッシュストレージ (SSD, USB)
- 仮想メモリ (HDD)
レジスタとキャッシュはCPUに内蔵されている。
レジスタ、キャッシュ、物理メモリは揮発性であり、CPUから直接アクセスできる。
フラッシュストレージと仮想メモリは不揮発性であり、入出力コントローラを通してブロック単位で間接アクセスする。
メモリ空間
メモリ空間の大きさを決めるのはアドレスバスの幅である。
32ビットでは4GBとなり、これを超える物理メモリを搭載しても意味は無い。
64ビットでは16EBと大きすぎる為、アドレスバスの幅を狭めることが多い。