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Iパス試験 CPU

Last updated at Posted at 2019-12-06

目次: CPUについて

  1. CPUとは人間の頭脳
  2. クロック周波数とその単位(Hz)
  3. キャッシュメモリで高速処理

1. CPUとは人間の頭脳

CPU=Central Processing Unit (中央処理装置)

CPUがメモリからのプログラムを読み込むと、そこに記された命令を解釈してCPU内の演算装置が処理し、制御装置がコンピュータを制御する。
人間の頭脳と同じ役割をしている。

2. クロック周波数とその単位(Hz)

コンピュータに繋がれた各装置は、一定の周期信号『クロック』に合わせて動くことでタイミングを同調させている。
CPUの1秒間に繰り返される『クロック』数が多ければ多い程そのCPUの性能が良い(人間で言うところ頭の回転が早い)。

クロックが1秒間に繰り出される振動のことを**『クロック周波数』といい、単位は『Hz(ヘルツ)』**

**"クロック周波数1GHzのCPU"**の場合、1秒で10億回振動していることになる!
さらに、1クロックで1つの命令を処理していると仮定すると、1秒間に10億回命令を処理してることになる!

Q.クロック周波数が1.6GHzのCPUは、4クロックで処理される命令を1秒で何回実行できるか?

A.クロック周波数が1.6GHzのCPUは、1秒間に[1.6*10億(G=10億だから)]回クロックを発生させる。
1つの命令が4クロックで1個処理されるので、[16億回/4クロック=4億回]
つまり、1.6GHzのCPUは4クロックで処理される命令を1秒間に4億回を実行することができる。

3. キャッシュメモリで高速処理

CPUがメモリ(主記憶装置)とデータのやりとりをすると、メモリがデータの読み書きに時間がかかってしまい、CPUが待たされてしまう。
そこで、CPUに入っている**『キャッシュメモリ』**を使う。
『キャッシュメモリ』はメモリよリ高速にデータのやりとりができ、頻出するデータを置いておきいちいちメモリから読みこむ時間を短縮することでCPUとメモリの間での速度差を埋めることができる。

何層にも重ねることで、より高速にデータのやりとりができるCPUもある。

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