CPUのビットが増えるメリットとは?

最終更新日 2019年10月11日

CPUのビットが増えるメリットとは何か

ASCII.jp:思わず人に教えたくなる64bit CPUの話 (1/2)|ぱそぢえ〜3分で分かるPCの基本 には、64ビット CPU について書かれており、ビットが増えるメリットについて、以下のとおり書かれています。(この記事の公開年月日は2008年9月5日)
 では「64bit」では具体的に何ができるのか。上述のとおり1bitでは0と1の2種類の情報しか表せないが、2bitになると「00」「01」「10」「11」と4種類の情報を表すことができる。簡単に言えば、1bit増えるごとに扱える情報量は2倍になっていくのだ。

 そのため、64bit CPUでは扱えるメモリーも格段に増える。一般的な32bit CPUでは、扱えるメモリー空間は最大4GB(約40億バイト)までだが、64bit CPUなら理論上は最大16EB(16エクサバイト、約1600京バイト。10億の10億倍が100京なので天文学的な数値だ)のメモリーを扱えることになる。
CPU のビットが増えると扱える情報量が増え、扱えるメモリーの容量も増えるようです。

メモリーの容量以外に関してもメリットはあるかもしれませんが、例えばメモリー容量は 4GB までで十分なら、32ビット CPU で十分であり、64ビットの CPU があってもメリットはなさそうに見えます。

「臨床工学ライブラリーシリーズ7 医療系スタッフのための情報システム入門 コンピュータで何ができるか(著者:嶋津秀昭、田中薫、渡辺篤志、出版社:学研メディカル秀潤社、出版年:2009年)」 には、以下のとおり書かれています。
 アドレスバスとデータバスの数は、16ビットのCPUで16本、32ビットであれば32本のバスを同時に利用することができ、ビット数が増えるほど同時に扱える数が増えるので、処理能力を上げることができる。
CPU とメモリーは、アドレスバス、データバス、コントロールバスでつながっています。メモリーには1ビットのデータを記憶するセルという場所があり、多数のセルが存在します。

アドレスバスはデータ読み書き対象のセルを指定するために使うバス、データバスはアドレスバスによって指定されたセルに対しデータを転送するために使うバス、コントロールバスはアドレスバスやデータバスの動作タイミングを合わせるために使うバスです。

CPU のビットが増えるとアドレスバスとデータバスの数も増え、処理能力を上げられるようですが、処理能力とは何か具体的には書かれていませんので不明です。

アドレスバスとデータバスの数も増えるということは、扱えるメモリーのセル数も増える、すなわち扱えるメモリー容量も増えると考えられますので、メモリーに展開できるデータ量が増えるという意味で処理能力は上がると思われます。

「パソコンの仕組みの絵本 パソコンの実力がわかる9つの扉(著者:株式会社アンク、出版社:翔泳社、出版年:2010年)」 には、以下のとおり書かれています。
CPUのビット数は、1回の命令で処理できるデータの量を表しています。バスと呼ばれるデータの伝送路が、一度に送れるデータの量を示します。
CPU とメモリーをつなぐバスは1本で1ビットのデータを転送できますが、CPU のビットが増えるとバスの本数も増え、一度に転送できるデータ量も増え、より多くのデータを CPU は処理できるようになり性能が上がるようです。


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