処理速度・パワーが決まるCPU

CPUは、パソコンを動作させるエンジンのようなものです。また複雑な計算や演算も行うのでパソコンの動作速度・処理速度などにも関わってきます。

パソコンには必ずCPUが付いています。

このページでは自作パソコンで使用するCPUの特徴やメリットについて解説しています。

Core iシリーズの時代

CPUは、特に技術進歩の著しい部品です。

10年前、5年前のCPUの数倍、数十倍の高性能なCPUが続々と登場しています。

特に高性能かどうかの基準となるのが、マルチコアCPUかどうかという点になります。

Core 2 DuoというCPUの登場以降が、マルチコアCPUの幕開けといわれていて、現在主流のCPUは、Core iシリーズで2コア、4コアになっています。

これからパソコンを自作するという場合は、基本的にCPUは Intel Core iシリーズ、またはその下位版である Pentium、Celeronを使用することが一番多いと思います。

Core iシリーズ

  • Core i7
  • Core i5
  • Core i3

Core iシリーズ 下位版

  • Pentium
  • Celeron

世代

Core iシリーズも第一世代から第七世代まであります。

  • 初代・・・Nehalem ネハレム
  • 第二世代・・・Sandy-bridge サンディーブリッジ
  • 第三世代・・・Ivy-bridge アイビーブリッジ
  • 第四世代・・・Haswell ハズウェル
  • 第五世代・・・Broadwell ブロードウェル
  • 第六世代・・・Skylake スカイレイク
  • 第七世代・・・Kabylake カビーレイク(2017年1月)

主なCPUソケットは第一世代 Nehalemは LGA1156、第二世代 Sandy-bridge サンディーブリッジ、第三世代 Ivy-bridge アイビーブリッジはLGA1155です。

2013年に第四世代 Haswell ハズウェルが登場しました。LGA1150です。

2015年に 第五世代 BroadwellとSkaylakeが登場しました。LGA1150とLGA1151です。

そして現在 最新のCPUは、第七世代 Kabylakeになります。

新しい世代のCPUが出ると前世代、前前世代のCPUは徐々に生産が終わり発売されなくなります。

現在は SkylalkeとKaby LakeのLGA1151のCPUが中心となります。

Core iシリーズは世代が多くて分かりにくいというのはあるかもしれません。

分かりやすい覚え方がひとつあります。

それはモデルナンバーを見ることです。

例えば Core i7、i5、i3は

  • 初代・・・Core i7 950、Core i5 670など3桁
  • 第二世代・・・Core i7 2600、Core i3 2100など2000番台
  • 第三世代・・・Core i7 3770、Core i3 3220など3000番台
  • 第四世代・・・Core i7 4770、Core i5 4670など4000番台
  • 第五世代・・・Core i7 5775C、Core i5 5775Cなど5000番台
  • 第六世代・・・Core i7 6700K、Core i3 6320など6000番台
  • 第七世代・・・Core i7 7700K、Core i3 7300など7000番台

下位版のPentimu、Celeronは

  • 初代・・・Pentium G6950のみ
  • 第二世代・・・Pentium G650、Celeron G540など3桁
  • 第三世代・・・Pentium G2120 、Celeron G1610など4桁
  • 第四世代・・・Pentium G3220、Celeron G1810など4桁
  • 第五世代・・・なし
  • 第六世代・・・Pentium G4400、G4520など4桁
  • 第七世代・・・Pentium G4600、Celeron G3950など4桁

Core iシリーズは特に分かりやすくなっていますが、PentiumとCeleronも世代ごとに分かるようにはなっています。

性能

CPUは、同じ世代・シリーズのものでも性能差があります。

性能に差があればあるほど、価格もそれだけ違ってきます。

CPUの性能を見る上では、コア数、スレッド数、キャッシュ、動作周波数などが重要になります。

コア数

Core i3、Core i5、Core i7そして下位版のCerelon、Pentium。

何が違うのかといいます、やはりCPUの核であるコアの数が違います。

コアが多いとやはりそれだけ同時に処理できる能力があるのです。

Core i7は4コア、Core i5は4コア、Core i3は2コア。下位版のPentiumは2コア、Celeronは1コア~2コアです。

これは第一世代~第四世代のCore iシリーズではほぼ同じなので覚えやすいと思います。(若干の例外はあります)

スレッド数

スレッドもまたコアと似たようなもので、1つのコアでさらに2つの処理を行うことができると2スレッドとなります。ハイパースレッディングテクノロジーといいます。

そのCPUがHT(ハイパースレッディングテクノロジー)に対応しているかどうか?スレッド数はいくつか?というところです。

HTに対応していれば、単純にコア×2がスレッド数になります。

ハイパースレッディングテクノロジー

Core i7は4コア8スレッド(HT対応)、Core i5は4コア4スレッド(HTなし)、Core i3は2コア4スレッド(HT対応)、Pentium・Cerelonは(HTなし)。

これも第一世代~第四世代のCore iシリーズではほぼ同じです。(若干の例外はあります)

Core i7がやはり抜きん出ているのがよくわかると思います。

Core i7

Core i5はHTには対応していませんが、やはり物理的な4コアなので 2コア4スレッドのCore i3より性能は上になるのです。

同じ世代・シリーズのものでも、キャッシュや動作周波数が大きいほど性能は高くなります。

ただ同じ世代・シリーズで性能を見るなら 基本的にモデルナンバーが上位、数字が大きいほうが性能は上なので分かりやすくなっています。

Intel Turbo Boost Technology

Core iシリーズから実装された インテル・ターボ・ブースト・テクノロジー。

状況に応じて CPUのクロック周波数を引き上げて処理速度を向上させる技術。手動で行うオーバークロックに似ていますが、自動なので安全に行われます。

Core i5Core i7で使われており、Core i3、Pentium、Cerelonにはありません。

例えば i7 3770なら定格 3.4GHz ターボブースト時は3.9GHzまで上昇します。

ターボブースト

ブラウザやアプリケーションの起動など 使われる場面は非常に多く Core i5、i7が体感的に速く感じられる理由のひとつです。

キャッシュ

CPU内の一時的な記憶領域(メモリー)。1次キャッシュ(L1)、2次キャッシュ(L2)、3次キャッシュ(L3)とがあります。

Core iシリーズ以前は 1次キャッシュ、2次キャッシュまででしたが Core iシリーズから3次キャッシュも追加されました。

キャッシュは CPUに内蔵されている高速な記憶域で、頻繁に使用するデータをおいておき メモリーへのアクセスを減らすことで処理を高速にします。

速度はL1キャッシュが最も速いのですが容量は少なくなります。L1キャッシュになければ、L2キャッシュ、L2キャッシュになければL3キャッシュとなります。

Core iシリーズのL3キャッシュは、 全コアで共有し 各コアの必要量に応じて 割り当てを変化させています。

この仕組みを インテル・スマート・キャッシュともいいます。

L3キャッシュ

L3キャッシュの容量もやはり Core i7>Core i5>Core i3>Pentium>Celeronになります。

動作周波数

クロック周波数ともいいます。CPUはクロックという周期的な信号で動作します。

例えば 3GHzのCPUなら、一秒間に約30億回のクロック

クロック周波数が高いとそれだけクロック数が多く 処理できる量や回数が増えます。

同じ世代・シリーズのCPUで比較すると数値が高いほど高性能になります。単位は(ギガヘルツ)。

このクロック周波数を ユーザー側で手動で上げ 処理能力を高めることをオーバークロックといいます。

FSB

CPUがマザーボード上のノースブリッジとやりとりするデータ転送速度、またはそのデータの伝送路(バス)をいいます。

単純にFSBが高いCPUの方が転送速度が速いので性能は高いと考えることができます。

FSBの概念は 主にLGA775世代のCPUで重視されていました。CPUによってFSBが異なることが多かったためです。

例えば Core 2 Duo E8500は FSBが1333MHzなので マザーボードも1333Mhzに対応している必要があり、FSB 1066MHzまでのマザーボードには取り付けができません。

なので CPUソケットは同じでも マザーボードによって対応・非対応が多かったといえます。

一方 Core iシリーズになってからは FSBは「QPI」や「DMI」というものに変わりFSBという概念そのものがなくなりました。

LGA1155のCPUであれば ほとんどのLGA1155のマザーボードで使えるというように LGA775の時に比べると組み合わせがしやすくなっています。

プロセスルール

32nm、22nm、14nmなど、CPUの仕様に必ず出てくるのがプロセスルールです。

単位はナノメートル。半導体回路の線幅を示しています。

単位が小さいということは、それだけ細分化・緻密化されており機能や性能が上がっていることになります。

Core 2 Duo、Core 2 Quadの世代は45nmでしたが、Core iシリーズでは、

  • 初代・・・・・32nm
  • 第二世代・・・32nm
  • 第三世代・・・22nm
  • 第四世代・・・22nm
  • 第五世代・・・14nm
  • 第六世代・・・14nm
  • 第七世代・・・14nm+(改良版)

CPUの大きさはほとんど変わらないのに プロセスルールは年々小さくなっています。

第二世代 Sandy Brigeと第三世代 Ivy Bridgeは 同じLGA1155ですが、変更点・改良点は多く、人によっては Ivy-Bridgeのほうが全体的な使用感がいいと感じることがあります。


10コア、8コア、6コア

Intelは 各世代のCPUにおいて より高性能・ハイエンドなものを出しています。

例えば以下のようなものです。

Core iシリーズ

  • 初代・・・Bloomfield・Gulftown、4コア・6コア、LGA1136、X58
  • 第二世代・・・Sandy bridge-E、4コア・6コア、LGA2011、X79
  • 第三世代・・・Ivy Bridge-E、6コア、LGA2011、X79
  • 第四世代・・・Haswell-E、6コア、8コア、LGA2011-v3、X99
  • 第五世代・・・Broadwell-E、6コア~10コア、LGA2011-v3、X99

通常のCore i7は4コアですが、ハイエンドになると6コア(ヘキサコア)や8コア(オクタコア)、10コアがあり、これらを Core i7 Extreme Editionともいいます。すべてではありませんが、型番末尾にXが付いていることもあります。

X58、X79、X99は チップセット名。これらチップセット搭載のマザーボードがハイエンド向けになります。

CPUソケットもそれぞれ その世代のメインのものとは異なります。

やや間違いやすいのが モデルナンバーです。

例えば 第二世代 Sandy-Bridgeは2000番台ですが、Sandy bridge-Eは3000番台。第三世代 Ivy-Bridgeは3000番台ですが、Ivy-Bridge-Eは4000番のようにひとつ数字が上がります。

末尾のアルファベット

CPU型番の末尾のアルファベットには そのCPUの特徴が示されています。

  • X・・Extream 特別の意味 性能が高いCPU
  • K・・アンロック対応、オーバークロック可
  • P・・内蔵GPU非搭載、グラフィックボード要
  • S・・性能と消費電力のバランス・効率重視
  • T・・低消費電力
  • C、R・・第五世代のみ 高性能GPU搭載

無印のCPUは、標準的な設計になります。

オーバークロックを行う場合 正式に対応しているIntelのチップセットは Zから始まるものになります。

Intel HD Graphics

Core iシリーズからのCPUに内蔵されいるGPU(グラフィック機能)。

性能が上がるにつれ末尾に2000、4000、4600、530など数字が付きます。Intel HD Graphics 4000など。

上位モデルは Intel Iris Graphics、Intel Iris Pro Graphics。

第一世代 Core iシリーズ 700~900番台、型番末尾 PのCPUは 内蔵GPUは搭載していません。

チップセット

Intelは CPUを新たにリリースするときは ほぼ同時にチップセットも提供します。

「こういうCPUを出すので このチップセットを組み合わせて使いなさい」ということです。

チップセットは 要するにマザーボードです。CPUを動かす「受け皿」になります。

チップセットが新たに提供されるときに CPUソケットが変更されるときもあれば、変わらないときもあります。

ソケットの規格が変わらない場合は、その期間のCPUやチップセットは マザーボードメーカーのアップデートなどもあり 基本的に互換性は保たれます。

ただし ソケットは同じなのに 互換性がないというのもわずかですがあります。

CPUを使う際は どのチップセットが推奨か?または互換性があるのか?などチップセット・マザーボードをセットで考えることが大事になってきます。

CPUソケット

CPUソケットとは、マザーボードのCPUを装着する部分の形状を指します。なのでCPUとマザーボードに関係してきます。

Core iシリーズでも、第一世代~第四世代でCPUソケットは異なります。マザーボードのソケットとは同一のものを選ぶようにします。

Core iシリーズのCPUソケット

  • 初代・・・LGA1156、LGA1366
  • 第二世代・・・LGA1155、LGA2011
  • 第三世代・・・LGA1155
  • 第四世代・・・LGA1150、LGA2011-v3
  • 第五世代・・・LGA1150
  • 第六世代・・・LGA1151
  • 第七世代・・・LGA1151

メインストリーム(主流)のCPUソケットは、

LGA1156LGA1155LGA1150LGA1151です。

LGA1366、LGA2011、LGA2011-v3はその世代におけるハイエンドな一部のCPUなどで採用されています。

例えば 新しい世代・新しいCPUソケットのCPUが登場すると同時に、それに対応したマザーボードが出てくるので 新品でCPUとマザーボードを揃えて CPUソケットが違っていたということはほとんどありませんが、間違えないように注意します。

CPUの対応ソケットがLGA1155で、マザーボードの対応ソケットがLGA1156という場合、ソケットが異なるので当然マザーボードにCPUを取り付けることはできません。

そのためCPUとマザーボードは、同じCPUソケットにする必要があります。

CPUソケットCPUソケット。CPUの切り欠けと大きさや形状が合うようになっています。

取り付け

CPUは、マザーボードのCPUソケットに取り付けます。

CPUソケットは、CPUといくつものピンで接するようになっています。このCPUソケット内に目に見えるようなゴミや異物が入ったり、上からCPUを落としたりしてピンが曲がったりするとCPUが正しく認識されないなどのトラブルとなります。

パソコンの自作をする際は、一番慎重に行うべきポイントになります。

保護カバーマザーボードに付いている保護カバー。


CPUソケット内部CPUソケット内部。レバーで固定されています。


CPU取り付けCPUとCPUソケットの切り欠けを合わせて取り付けます。

対応CPU

マザーボードとCPUは、CPUソケットが一致していることが前提です。

また少し前のマザーボードなどでは、CPUソケットは同じでも取り付け可能なCPUの型番やモデルが決まっている場合もあります。

マザーボードの箱やメーカーサイトで、対応CPUを調べます。

CPUを選んでからマザーボードを選ぶか、マザーボードを選んでからCPUを選ぶかという形になりますが、CPUもマザーボードも並行して選択していくといいでしょう。

マザーボードマザーボードには、対応ソケットや対応CPUの記載があります。

メーカー

CPUを製造・販売しているメーカーはIntelとAMDが有名です。

特にIntelはメーカー製パソコンでも多くのパソコンに使用されていて認知度は非常に高いです。

CPUとしては、やはりIntelのほうがシェアも高く人気があります。

これからパソコンを自作しようとする場合でしたら、解説書やマニュアル等も豊富なIntelのCPUを選択するといいかと思います。

販売形態

CPUはパソコンショップでリテール品(パッケージ品)として販売されています。

ハードディスクやメモリーがバルク品として販売されていますが、CPUは必ず箱に入っています。付属品としてCPUクーラーやCPUロゴシールも入っています。CPUクーラーにはグリスが塗られています。

リテール品のCPUリテール品のCPUは、CPUグリスやCPUクーラーは別途用意する必要はありません。


第六世代のSkylake以降のオーバークロック対応 CPU(末尾型番 K)は 今まで同梱されていたCPUクーラーはなくなりました。別途用意する必要があります。


2017年 現在人気のCPU

CPUに関してはやはり Intel製のものに人気は集中しています。

2015年に登場したCPUが、第六世代 Skylake、2017年1月に第七世代 kabylakeです。

CPUソケットはともに LGA1151です。互換性はありますので、LGA1151のマザーボード、CPUは相互に使用できると考えていいでしょう。

最新の規格ということもあり、kabylakeのほうが金額は若干高めといえます。

これから自作するという場合は LGA1151のものになってきますが、LGA1150、LGA1155のマザーボードやCPUもまだ一部販売されているので、LGA1150LGA1155でも自作することはできます。

またCore iシリーズはi3、i5、i7とありますが、廉価版として PentiumやCeleronも用意されているので、自作パソコンにおいては規格をどれにするかまず決めて、次にCPUのグレード Core iシリーズか廉価版かという選択になります。

なおCPUをkabylakeにする場合は、OSはWindows 10のみ正式サポートとなります。

14nm プロセスルール LGA1151 最強クラス Core i7 6700K。

メインストリーム最高峰。LGA1150 Core i7 4790K (定格4.0GHz、ターボブースト4.4GHz)。

Intel Pentiumブランド 20周年記念 LGA1150 PentiumG3258 Anniversary Edition。

LGA2011-v3、10コア20スレッド キャッシュ25MB。ハイエンドCPU Core i7 6950X。

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