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、IntelのCPUを中心に解説しています。

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シリーズは、第一世代から第八世代まであります。

  • 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
  • 第八世代・・・Coffeelake カフィーレイク
  • 第九世代・・・Coffee Lake Refresh カフィーレイク リフレッシュ

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、Kaby Lake、Coffeelake、Coffee Lake RefreshのCPUが中心であり、規格や形状を表すCPUソケットは、LGA1151というものになります。

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としては、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
  • 第八世代・・・Core i7 8700K、Core i3 8100など8000番台
  • 第九世代・・・Core i7 9700K、Core i5 9600Kなど9000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
  • 第五世代・・・なし
  • 第六世代・・・Pentium G4400、Celeron G3900など
  • 第七世代・・・Pentium G4600、Celeron G3950など
  • 第八世代・・・Pentium G5600、Celeron G4920など
  • 第九世代・・・なし

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の違いのひとつに、CPUの核であるコアの数があります。

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~第七世代の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)

なお、Core i7は第八世代では6コア、第九世代では8コアなど増えてきています。

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~第七世代の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、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。

第八世代や第九世代からは、Core i3やi7でコア数は多いが、HTには対応していないというCPUも多くなってきています。

Intel Turbo Boost Technology

Core iシリーズには、インテル・ターボ・ブースト・テクノロジーがあります。

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をキャッシュメモリーといいます。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。

1次キャッシュ(L1)、2次キャッシュ(L2)、3次キャッシュ(L3)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。

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キャッシュにデータを取りに行きます。

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。インテル・スマート・キャッシュといいます。

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30億回のクロックがあります。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、クロック周波数が高いほど高性能になります。

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。

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)
  • 第八世代・・・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
  • 第六世代・・・Skylake-X、6コア~18コア、LGA2066、X299

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、18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、X299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。

モデルナンバーもやや間違いやすく、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。

いずれにせよ、主流のCPUととも販売されていることがあり間違いやすいので、このような製品群があるということは知っておいたほうがよいです。

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に内蔵されている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など。

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。

近年のCore iシリーズのCPUは、ほぼグラフィック機能を内蔵しています。

チップセット

Intelが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。

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対応か?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~第八世代で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
  • 第八世代・・・LGA1151(第六、第七世代と互換性なし)
  • 第九世代・・・LGA1151(第六、第七世代と互換性なし)

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。

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、最も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。

またマザーボードによっては、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。

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、最終的な確認、つまりCPUとマザーボードの組み合わせに問題がないかどうかはマザーボード側で行います。

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。

メーカーサイトで、対応CPUを調べるのが一般的です。

メーカー

CPUを製造・販売しているメーカーは、IntelAMDになります。AMDはGPUのRadeonシリーズでも知られています。

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おり、認知度は非常に高いです。

CPUとしては、Intelのほうがシェアも高く人気がありますが、近年はAMDの人気も復活してきています。

当サイトでは、基本的にIntelのCPUのみで解説していますが、AMDのCPUでも、コア、スレッド、キャッシュメモリー、チップセット、CPUソケットという構造や考え方はほぼ同じです。

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。

そのため、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ロゴシールなどです。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。


2019年 現在人気のCPU

CPUに関しては Intel製のものが人気ですが、AMDが復活してきています。

CPUは、第六世代~第九世代まで販売されています。CPUソケットはともに LGA1151です。

第六世代や第七世代は、主にIntel 100シリーズと200シリーズのチップセットに対応、第八世代と第九世代は、B360、H370、Z370、Z390など300シリーズのチップセットに対応します。マザーボードによっては例外もあるため、注意しなければなりません。

CPUを決めた場合でも、マザーボードの対応CPUを必ず確認する必要があります。

なお、CPUを第七世代 kabylake以降にする場合は、OSはWindows 10のみ正式サポートとなります。

第九世代 Core i9 9900K。8コア16スレッドで登場。従来のCore i7の上位に、Core i9が追加されました。

関連情報