CPU(プロセッサー)の選び方

メモリとともにパソコンの性能を左右する上で大きな要因となるものがCPU。その選び方について解説する。

CPUとは何か?

CPUとは人間でいう頭脳に当たる部分であり、パソコンの演算処理を主に担当する。アプリケーションから来た指令(ファイルの操作、今月の食費を計算して結果を返すなど)をCPUが働いてこなすのである。

CPUの性能が悪いと指令に素早く答えることができない。その結果パソコンの動作が鈍くなり、使用者はイライラしてしまう。

例えば、Webサイトを見ている時にマウスのスクロールが滑らかでない、動画がカクカクする、動画のエンコード(編集した映像を最後に形式変換して出力する過程)が遅い、急にクリックが反応しづらくなった、なかなかアプリケーションが立ち上がらない、PCゲーム中にボタンを押しても遅延する、などはすべてCPUが原因で起きるのである。

CPUの代表的な製品と性能順序

パソコンのCPUを販売する会社はインテルとAMDの2社しかない。さらに大半のPCがインテル製のものを使用している。

毎年型番違いの製品が発表されるため単純な比較はできないが、性能が高い順に代表的な製品を挙げていくとIntelでは
Core i7 > Core i5 > Core i3 > Pentium > celeron > Atom 、 またAMDではRyzen7 > Ryzen5 > A10 > A8 > A6 = FX > Eシリーズ = sempron といったイメージである。

過去にはCore 2 Duo, Athronなどもあったが、ともあれIntelの順序は頭に入れておこう。

CPUの進化に伴いパソコンの速度で悩まされることはなくなるかと思いきや、それに伴ってアプリケーションも高度化しているため最新のものをいつまでたっても使わなければならない。正直辛いところだ。

CPUの具体的な選び方

基本的にはパソコンの使用目的と頻度によって決めるのが良い。下記が一般的な選び方のケースである。

1.動画や画像の編集作業やパソコンの3Dゲームはあまりやらないが日常的によくパソコンを使う人ならばCore iシリーズのプロセッサーが良い。その中でどのCPUを選ぶかは値段と相談しよう。

2.インターネットやメールでたまに使用する程度であるならばceleronやAtomでも充分である。ただしatom、celeronのPCで動画を見るとたまにであるがカクツキが見られたので動画をメインにするならば、Core iシリーズの最低ランクのものを備えた方が良いかもしれない。

3.映像の編集作業を日常的にやっている、あるいは3Dゲームを限りなく最適な環境でやりたいと思っている人は高ければ高いCPUほど期待にこたえてくれるはずである。予算に余裕があればとことん性能を追求してみるのもおもしろいと思う。

また、ノートパソコンの場合は迷ったら一つ上のランクのCPUを搭載することをおすすめする

ノートパソコンはその筐体上熱がこもりやすく、CPUは最大消費電力を抑えた仕様のものが採用される。これらのモデルは性能を犠牲にして熱を抑えているため当然遅い。

よってノートパソコンでCore i3かCore i5で悩んでいる場合にはCore i5を採用しよう。デスクトップの場合はその逆でCore i3で十分である。

CPUの型番

同じCore i5のCPUであっても、型番が存在し、型番ごとに性能が若干ずつ異なってくる。例えばインテル® Core™ i5-7400 プロセッサーなどと製品仕様では書かれており、この7400は何か?。

最初の7は世代を表し、パソコン販売サイトに行くと第7世代のCPU搭載高スペックPCなどと謳われている。右の400はモデルナンバーを指し、基本的に数字の大きい方が性能が高い

この番号を見ることにより、1世代前のCPUを使っているため値段が安いなど、価格の理由がわかる。

実際の性能を確認

ここまで読むと、結局旧世代のCPUと新世代でランクが一つ下のCPUではどちらが速いのか? あるいはノートパソコンのCPUとデスクトップのCPUではどれくらいの差があるのかなど疑問が出てくると思う。

この疑問にはベンチマークテストの比較サイトが答えてくれる。

ベンチマークとは性能を測るために使われる一般的なテストで、様々な状況でCPUを使用した時のパフォーマンスを数値として総合的に出してくれるものである。スコアが高いほど高性能である。

デスクトップPCのベンチマークノートPCのベンチマークをそれぞれ確認しよう。

これによるとデスクトップのCore i3がノートPCのCore i7程度の実力を発揮していたり、同じCPUで型番上でも大して性能が上がっていなかったりなどが分かる。

じっくり腰を据えて考えたい人には非常に参考になるであろう。

その他CPUの仕様説明

パソコンのCPU仕様の欄には(4コア/3.00GHz/TB時最大3.50GHz/6MB スマートキャッシュ)なども書かれている。これらの数値が高いからといって必ずしも性能が高い訳ではないため気にしなくても良いと思うが気になる人向けに説明しておく。

コア数、スレッド数

まず4コアとは何か?コアは演算処理を行う中核をなす部分であり、それが4つあるということである。

人間を例に考えてみよう。人間の脳は一つなのでCPUに例えれば1コアの状態である。一つの脳でメールの処理をしながらテレビを見る、テレビを見ながら料理を行うなど複数の事を同時に行うことが可能だ。

しかし、厳密には同時に処理しているのではなく、頭の中でどちらのタスクに集中すべきかを短期的に切り替えている。頭の切り替えが必要なため、平行して2つ以上のタスクを行うことは非常に疲れるし効率も悪い。

CPUも同様に、メールの処理をしてインターネットと通信して、マウスのカーソルを動かしてと複数の事を一つのコアで行うことはオーバーヘッドが大きく大変な作業である。

2010年頃まではそれでも一つのコアの性能を高める事でCPUの性能を高めてきた。しかし熱暴走するなどの限界が生じ、それならば演算の脳を2つ持たせてそれぞれの脳が仕事をすれば良いという発想になった。これがDual Coreである。

その発想を更に進化させ、コアを4個、8個、16個と増加させて性能を高めてきているのである。

コア数が多いと単一のアプリケーションを起動している状態ではたいして効果がないが、複数のアプリケーションを起動しても反応速度が落ちにくくなるという特徴がある。

また単一のアプリケーションであってもマルチコア(マルチスレッド)に対応し、チューニングされているものであれば同様に恩恵に授かることができる。

裏でウイルス対策ソフトが動いているなど、基本的にパソコンは複数のことを同時に行うためマルチコアは適していると言える

次にスレッド数について言及しておく。スレッドとは英語ではthread(糸)を表し、プログラム実行時の処理の流れのことであり、スレッド数はその本数である。

1コアで1スレッド処理が基本なのだが、コアの設計次第では2つのスレッドを処理できるものもある。

インテルのハイパースレッディング・テクノロジー (Hyper-Threading Technology、HTT) は1コアで2スレッドの処理を行うことが可能であたかも2コアのように振る舞う。

しかし1コア2スレッドは2コア2スレッドと比べると非力である。

クロック周波数 (GHz)

次に3.00GHzとは何か?これはクロック周波数と呼び、1秒間に発振する(電圧の最大値と最小値を繰り返す)回数である。

CPUはより物理的な仕組みとして電圧の波を発生させ、その波の変動により同期を取り計算を実行している。命令を処理することができ得るタイミングの数と考えれば良い。

よってクロック周波数が大きいものほどCPUの性能が良い

3.00GHz(ギガヘルツ)ならば、1秒間に30億回の命令を処理できることになる。ただし、どのようなタイミングで命令を処理するかはCPUの設計によって異なってくるので、同種類のCPUであれば性能比較に使えるが、AMD製のCPUとインテル製のCPUのクロック周波数を単純に比較してどちらの処理速度が上かを測る事はできない。

次にTB時最大3.50GHzとあるが、TBとは何か?これはターボブーストテクノロジーというインテルの技術で、CPUのパワーが一時的に必要な場合に、通常のクロック周波数よりも大きな周波数を実現することができる。

この例の仕様では通常は3.00GHzであるが、ターボブースト使用時には3.50GHzまで性能を高める事ができる。

どのような場合に使われるのか?まず通常3.0GHzに抑えている理由は、マルチコアのCPUのそれぞれのコアがそれ以上の周波数で稼働してしまうとCPU全体が高温となり性能がかえって落ちてしまう、あるいは破損してしまうことがありからである。

しかしマルチスレッドに対応しない処理の重いアプリケーションが一つ起動していてかつ、他のアプリケーションがそれほど重くない場合は、マルチコアの恩恵は得られないが、周りのコアの稼働率が低い分CPUがそれほど高温になることはない。

そこでターボブーストを使い一つのコアの周波数を一時的に上げ、重いアプリケーションの処理を加速させるのである。

すなわち、 ターボブースト(TB)は処理が重いシングルスレッドのアプリケーションを実行するときに役に立つ

キャッシュ

スマートキャッシュ6MBと書かれているがこれは何か?キャッシュとは一時的に計算結果などを保存しておく場所の事で、この場合CPUの中にキャッシュ機能を積んでいる。

ハードディスクやSSD、メモリーも同様にデータを保存しておく場所であるが、CPUとの物理的な距離が離れているため演算処理の途中結果を保存しておくには効率が悪い。CPU中のキャッシュはCPUのコアと物理的に近い場所にあり、かつ少量ながら高品質であるため非常に高速である。

また、スマートキャッシュはインテルが開発したキャッシュシステムだが、どのあたりがスマートなのだろうか?

一時的にキャッシュにデータを保存しておいても、二度と使われないデータならばキャッシュを行い再利用する必要などない。すなわちどのデータをキャッシュとして保存して、どのデータを捨てるかの判断がスマートなのだろう。

ともあれ値が大きければCPUの性能が高まると考えておけばよい。ただし、優先順位の高いものからキャッシュを行う関係上、2MBを4MBにすると効果は絶大であっても4MBを6MBにすることはそれほどでもないであろう。

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