CPUのコア

最終更新日 2021年06月24日

CPUのコアとは

CPUのコアとは、計算を行う演算回路です。

実際には計算を行う回路以外に、どのような計算を行うのか記憶する回路、計算途中や計算結果のデータを記憶する回路等もあります。

よくCPUを人間の脳に例えることがありますが、コアは脳の中枢部分にあたります。

ビッグコアとスモールコア

サイズが大きいコアをビッグコア、サイズが小さいコアをスモールコアと呼びます。

ビッグコアは高性能ですが、消費電力、発熱量、コストが上がります。

スモールコアは低性能ですが、消費電力、発熱量、コストが下がります。

ビッグコア ・コアのサイズが大きい
・高性能、高消費電力、高発熱、高コスト
・主にデスクトップパソコンとノートパソコン向け
スモールコア ・コアのサイズが小さい
・低性能、低消費電力、低発熱、低コスト
・主にタブレット向け

シングルコアとマルチコア

昔のCPUには1つのコアしかなく、クロック周波数を上げて性能を上げてきましたが、クロック周波数を上げるほど消費電力が増加し、それに伴い発熱量も増加し、クロック周波数の向上に限界が生じてきました。

そこでクロック周波数を下げ、コアを1つから2つにしました。

それぞれのコアは独自に処理を行い、人間で言うと2つのコアがあることは、1つの仕事を2人で担当と同じです。

コア数を増やせば消費電力と発熱量の増加を抑えながら性能を上げられるので、CPUのメーカーはクロック周波数を上げるよりも、コア数を増やすことを重視し開発を進めています。

コア数は増えていき、1つのコアから2つのコア、さらにもっと多いコア数を持つCPUが普及しました。

1つのコアだとシングルコアと呼び、複数のコアだとマルチコアと呼びます。

2コアをデュアルコア、3コアをトリプルコア、4コアをクアッドコア、6コアをヘキサコア、8コアをオクタコアと呼びます。

さらにコア数が多いと、メニーコアと呼びます。

コア数の呼び方

一覧

CPUコアが2個であれば2コア等、数字とコアを組み合わせた呼び方の他に、以下の呼び方もあります。

呼び方 コア数
シングルコア 1
デュアルコア 2
トリプルコア 3
クアッドコア 4
ヘキサコア 6
オクタルコア 8
デカコア 10
ドデカコア 12
ヘキサデカコア 16

以上の呼び方は、パソコン等のコンピューター関連で比較的よく利用される呼び方です。

上記には記載していない呼び方もあり、例えばコア数が5の場合はペンタコアと呼びます。

コア数が4を超えると数字とコアを組み合わせた呼び方が利用される場合が多く、例えばコア数が6の場合はヘキサコアではなく6コアと呼ぶことが多いです。

メニーコア

コアが何個以上だとメニーコアに当てはまるのか、その明確な定義はありません。

コアが数十個や数百個の場合、メニーコアと呼ぶのに相応しいほど多いです。

6〜8個や10個程度でもメニーコアと呼ぶことがあります。

コア数の増加と性能向上

マルチコアが主流の時代になり、クロック周波数以外で性能の高さを決める大きな要素にコア数の違いが加わりました。

コア数が多いほど性能が高いですが、コア数が2倍になっても性能も2倍にはなりません。

見方を変えて言うと、クロック周波数とコア数を掛けた結果の値が同じであれば、性能も同じになるように見えますが、実際は同じにはなりません。

例えば、2コアのCPUのクロック周波数1GHzとコア数2を掛けた結果の値は、2GHz(コア2×1GHz)です。

1コアのCPUのクロック周波数2GHzとコア数1を掛けた結果の値は、2GHz(コア1×2GHz)です。

両者のCPUは性能が同じのように見えますが、実際は同じにはなりません。

簡単に言うと、コア数を2倍にすると処理速度が2倍になるわけではありません。

ソフトウェアが複数のコアを持つCPUに対応し、複数のコアを活用して処理速度が向上するように作られていなければ、コア数が増えても処理速度の向上は望めません。

人間の世界だと1つの仕事を複数の人にやってもらうためには仕事を分ける必要がありますが、CPUも同じように複数のコアに処理を実行してもらうためには処理が並列化されていなければなりません。

並列化されていない処理だと1つのコアで処理を行います。

それならば処理を並列化すればよいですが、並列化が簡単な処理も難しい処理も多いです。

ソフトウェアが複数のコアを持つCPUに対応するように作られており、大部分の処理が並列化されていれば、大幅な処理速度の向上が望めますが、一般的に何もかも複数のコアに分担させて処理させることは難しいので、コア数が2倍になったら処理速度も2倍とはならず、大体1.25倍〜1.5倍くらい速くなります。

ソフトウェアによっては2倍近くまで速くなりますが、大体平均すると高くても1.5倍程度です。

多すぎるコア数と性能向上効果

技術進歩によりコア数が増えており、個人向け家庭用CPUに限れば18コアのCPUがあります。(2018/03/01時点)

性能重視の場合、できるだけコア数が多い方がよさそうであり、予算が十分あれば18コアがよさそうです。

しかし、コア数が2倍になったら処理速度は大体1.25倍〜1.5倍くらいになりますが、コア数が多いほど処理速度が向上しにくくなります。

何か1つの仕事を複数の人が分担して行うとき、仕事内容によっては人数が多すぎると分担が難しくなり、無理に分担すると逆に仕事の効率が落ちます。

CPUでも同様にコア数が多いほど複数のコアに処理を分散させて効率よく並列化することが難しくなり、処理内容によっては並列化に限度がありコア数が増えても処理速度が変わらず、無理に並列化した結果、逆に処理速度が落ちることもあります。


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