なぜCPUのプロセスルールを小さくすると良い?

最終更新日 2019年10月11日

プロセスルールを小さくすると良い理由とは

はじめに結論を書きますが、CPU のプロセスルールを小さくすると CPU の機能や性能を向上させることができる、発熱量や消費電力を削減できる、製造コストを削減できるメリットを得られます。

これらのメリットがあるので CPU の各メーカーはプロセスルールを小さくすることを良しとし、プロセスルールの微細化を進めています。

プロセスルールを小さくすると CPU の機能や性能を強化できるのか

ASCII.jp:知らなきゃPCは選べない、プロセスルールの基礎知識 (1/2)|ぱそぢえ〜3分で分かるPCの基本 には、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8月29日)
 プロセスルールが縮小されるにしたがって、多くのトランジスターを使って複雑な機能を実現できるようになる。電子が移動する距離も小さくなるため、トランジスターの動作速度も向上していく。
プロセスルールを小さくすると、CPU の機能を強化したり、CPU の性能を向上させることができるようになるようです。

プロセスルールを小さくすると CPU の発熱量と消費電力を削減できるのか

ASCII.jp:知ったかできるパーツ基礎知識【CPU、マザー、メモリ編】 (2/5)|アキバで恥をかかないための最新パーツ事情2010 には、以下のとおり書かれています。(この記事の公開年月日は2010年4月19日)
 また、Core i5やi3の大きなトピックとして45nmを上回る32nmプロセスルールが採用されている点が挙げられる。これによりさらなる発熱量の低減と、省電力が実現されており、ライバルのAMDに差をつけている。
プロセスルールを小さくすると、発熱量や消費電力を削減できるようです。

プロセスルールを小さくすると CPU の高性能化、高機能化、低消費電力化、コスト削減できるのか

ASCII.jp:半導体プロセスまるわかり 1991年以降のプロセスを振り返る (1/3)|ロードマップでわかる!当世プロセッサー事情 には、プロセスルールを小さくすると得られ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2014年2月17日)
・トランジスタ密度が向上する=同じダイサイズならより沢山の組み合わせ回路を入れられることで、より高性能/高機能を実現できる。逆に同じ回路でよければダイサイズを節約できるため、原価低減につながる。

・性能が改善する=トランジスタのサイズも小型化することで、On/Offのスイッチング時間短縮になるほか、配線抵抗などが相対的に減ることで消費電力も減る。この結果、同じ消費電力なら動作周波数を引き上げられるし、逆に動作周波数を同じにすれば消費電力を引き下げられる。
プロセスルールを小さくすると CPU の高性能化や高機能化を実現できるだけではなく、製造コスト削減も実現できるようです。

プロセスルールを小さくすると CPU の動作周波数を向上させるだけではなく、低消費電力化も実現できるようです。


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