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。