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CPUとは―中央処理装置のこと。central processing unitの略。

CPUとは、Central Processing Unitの略で中央処理装置のことを言います。CPUとは何か、パソコンやスマホなどとつながるように、初心者の方でもわかりやすく解説していきます。

目次

このページの目次です。

1. CPU(中央処理装置:central processing unit)とは

2. CPUのイメージ(図解)

3. CPUとMPUなどの言葉について

4. プロセッサのアーキテクチャ

5. x86とは

もっと知識を広げるための参考

更新履歴

1. CPU(中央処理装置:central processing unit)とは

中央処理装置(central processing unit:CPU)とは、パソコンやスマホなどコンピュータの中枢部に相当します。 演算装置と制御装置などをまとめた装置です。 演算装置は数学的な計算を行う算術演算装置と、論理的な演算を行う論理演算装置からなります。 制御装置はコンピュータを動作させるプログラムを解析し、5大装置の他の4つの装置に制御信号を出します。

2. CPUのイメージ(図解)

パソコンやスマホなどのコンピュータは大きく5つの装置から構成されています。 CPUと5つの装置を図解すると次のようになります。

CPUとコンピュータの5大装置
図 CPUとコンピュータの5大装置

3. CPUとMPUなどの言葉について

CPU、プロセッサー、マイクロプロセッサ、MPUなど同じような意味で使われることが多いですね。 これらの違いはなんでしょうか。

プロセッサーは処理装置の総称です。 CPUはシステム上で中心的なプロセッサのことです。 マイクロプロセッサ(MPU:Micro-processing unit)は、マイクロチップに実装されたプロセッサのことを言います。 大型コンピュータなどは別ですが、パソコンやスマホなどマイクロチップにプロセッサーが実装されています。 よく耳にするCPUなどのプロセッサーはマイクロプロセッサ―ということになります。

4. プロセッサのアーキテクチャ

CPUなどの処理装置を総称してプロセッサといいます。 システムの中心となるものをCPU、グラフィックボードで使われるプロセッサをGPUなどといいます。 プロセッサのアーキテクチャにはx86などがあります。

5. x86とは

昔、半導体メーカーのIntelが8086というCPUを開発・製造しました。 そのファミリ製品として80286、80386、80486・・・と改良版が開発されてきました。 これら製品の86の前の数字をxとしてファミリ製品を呼ぶようになりました。 X86はIntelのCPUの製品ファミリを指す言葉が生まれ、そのプロセッサのアーキテクチャがX86アーキテクチャと呼ばれるものです。 このアーキテクチャはAMDなどIntel以外でも採用され、今日に至ります。

x86とレジスタ

x86プロセッサには、プロセッサ用の内部変数ともいうべきレジスタが複数搭載されています。 レジスタとは、プロセッサなどが内蔵する記憶回路です。

x86のレジスタ名

インテル社の8086系列のCPUは、上述のように拡張してきた経緯を持つ代表的なプロセッサです。 8086CPUが誕生する前のインテルの8ビットCPU、8080では汎用レジスタを“a”, “b”, “c”…と名付けていました。 これを拡張した8086の汎用レジスタは“ax”, “bx”, “cx”…となった。(xはextendの略)という名前がつきました。

さらに、80386で32ビット化したため、レジスタの名前は“eax”, “ebx, “ecx”…となりました(eもextendの略)。 AMD社がAMD64で64ビットに拡張した時には、レジスタ名は“rax”, “rbx”, “rcx”…という名前が登場しました。

64ビット拡張で登場したレジスタの種類

以下では64ビットOSのデバックなどで登場するレジスタの種類をまとめています。

以下は主に一時変数に用いられる汎用レジスタです。

以下は主にポインタやインデックスに用いられる汎用レジスタです。

実行されようとしている現在の命令が格納されているアドレスが格納されるレジスタです。

比較演算やメモリのセグメント化などです。

もっと知識を広げるための参考

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