CPU(シーピーユー)は演算装置です。高密度のトランジスタによる集積回路で、電気の流れを利用して高速に計算を行います。
パソコンの処理はすべてが計算によって行われています。そのため、CPUの性能がパソコンの処理速度に大きな影響を与えます。
CPUの性能は処理性能と電力効率があります。
TDPは熱設計電力を表し、実際の消費電力ではありません。消費電力は省電力機能の働きと、CPU負荷により変動します。基本的にTDPが高ければ消費電力と発熱も高くなりますが、同じTDPでもCPUの設計が異なると多少変動します。
TDPの主な目的は、PCを設計する上で同じTDPならば電力や冷却面で同じ設計が使えるところにあります。TDPが増えるのであれば電源や冷却周りを改良する必要がでてきます。TDPが下がるのであればもっと小型化できる余地が生まれます。TDPはそういう目安となる数値なのです。
※価格は参考価格です。販売店や時期により変動しますことを予めご了承ください。
Intel Core2シリーズよりも低価格で高性能。
Core iシリーズは対応するシステムが複数に分かれていますので注意が必要です。
現在の主流のシステムです。マザーボードの種類(チップセット)はZ77/Z68/H67/P67/H61等があります。
グラフィックボードを使わずにCPU内蔵のGPU(グラフィック用のCPU) を使ってモニターに映像を出力する場合は、対応しているマザーボードを組み合わせる必要があります。P67ではすべて対応しておらず、他の仕様上は対応しているマザーボードでも低価格化のために出力コネクタを省いて製品化されているものがあります。
Core i7は4コア8スレッド対応。4つのCPUコアを使って8つの独立した処理を同時に実行することができます。複数の処理を同時に実行する1つのアプリケーションや複数のアプリケーションを同時に起動して使う場合や1つの時間の掛かる処理を分割して処理できる場合に重くなりにくいのが特徴です。
例えば、ゲームをしながらブラウザを表示して攻略を確認したり、裏でセキュリティーソフトが動作してメールの受信などを行っていても重くなりにくい。
Core i5は4コア4スレッド対応。1つのコアで1つの処理です。同時に実行する処理が少ない場合はこちらでも問題なし。
4コア使うゲームと他の処理を同時に実行する場合は重くなりやすいです。動画変換もCorei7よりも終了するのが遅くなります。
Core i3は2コア4スレッド対応。これでも古いCore2 Qaudの4コア4スレッドに相当する性能があります。負荷の高い処理を複数同時に実行するのでなければこれでも快適です。
オフィス、インターネット、セキュリティー、写真管理、音楽や動画の視聴程度では問題の無いことが多い。写真の高度な編集や現像、動画編集、負荷の高いゲームでは性能不足を感じやすい。
Core i7-2600KやCore i5-2500Kの「K」は倍率ロックフリーモデルを意味します。CPUコアの動作クロックはベースクロックの○倍という設定で3.4GHzなどで動作しています。通常はこの○倍というのはCPUごとに固定されており変更できないため、独自に最適な性能値に高めて設定したい(オーバークロック)場合はベースクロックを変動させることになりますが、ベースクロックではCPU以外にも大きく影響してしまうため不具合が起こりやすくなってしまいます。「K」シリーズは直接○倍を変更することができ、個体差に合わせた最適な性能で動作させやすいのが特徴です。設定の変更はマザーボードのBIOS(EFI含む)で行うため、設定変更に対応しているマザーボードが必要です。低価格のマザーボードでは設定の変更が制限されてしまう製品が多いです。
ただし、設定の変更ができても製品の仕様から逸脱して動作させることは保証の対象外となります。設定を誤ったり無理に負担が掛かってすぐに壊れてしまうことや正常に動作しても寿命が短く故障が早まる場合があります。
自作PCでは、自分自身が組み立て販売メーカーです。自分の責任に於いてうまく活用しましょう。
Core i5-2500SやCore i5-2500Tの「S」と「T」は低消費電力モデルで、標準モデルよりも基本クロックが低くTDPが低く設定されています。基本クロックが低くなる分、性能が低くなります。Core i5-2500SはTDP65Wで基本クロックが2.7GHzです。Core i5-2400はTDP95Wで基本クロックは3.1GHzとなり基本性能は2400ノーマルの方が高いです。ただし、2コアだけの動作になるとTB(ターボブースト)によりCore i5-2500Sは3.6GHz、Core i5-2400は3.3GHzです。
これは、低消費電力版ではTDPに合わせて最大消費電力と発熱量が抑えられていることを意味します。この場合は、2コア以下であれば本来の性能が生かせているのです。
Tモデルでは更に低電圧版となります。Core i5-2500Tは基本クロックが2.3GHzで2コアでの動作は3.2GHz、1コアでも3.3GHzまでしか上がりません。低い動作電圧を優先させた結果で、代わりにTDPは35Wと大幅に低く収まっています。
自作の場合はオーバークロックと同じように、動作クロックと電圧を低く設定すればCore i5-2500Kでも同じような低消費電力と低発熱を実現できる可能性があります。CPUの個体差によりどこまでクロックを低くできるか、低電圧でも動作するかは異なります。
この場合もオーバークロックと同じで低く無理させることで故障させる可能性があります。同じように保証対象外の行為となります。
基本的にCore i5は4コア4スレッドですが、一部に例外があります。Core i5-2390Tは2コア4スレッドになります。
LGA1155のCore i CPUは基本的にIntel HD 2000または3000のグラフィックコア(GPU)を搭載してます。しかし、これにも例外があり、Core i5-2550KとCore i5-2380PにはGPUがありません。GPUを省いたからといってCPUコアの性能が高まってるわけでもなく使わないGPUが搭載されているのが嫌だというのでなければわざわざ選ぶ意味があまりありません。GPU非搭載モデルは「P」で表すのでは無いかと捉えることができるのですが、「K」表記が優先されるようです。
このように型番を見ただけでは判別できない違いがあるため、仕様をよく確認して選ぶことをおすすめします。
悩んでしまったら性能が高い方を選ぶと失敗しない。目的に応じてCore i7/i5/i3を決めて性能は予算で選ぶ。KシリーズのCPUでオーバークロック等を楽しむなら信頼性の高いマザーボードを選択、他は必要なポート数など搭載する機能に応じてマザーボードを選択します。
LGA1155の上位に位置するシステムで価格がグッと高くなります。マザーボードの種類(チップセット)はX79があります。
CPUにGPUは搭載されておらず、映像を出力するためにはグラフィックボードが必要です。
グラフィックボードを接続するPCI-Eレーンが40あります。Core iのシステムではグラフィックボード用のPCI-EレーンはCPUと繋がり高速なCPUで直接やりとりされます。古いシステムではCPUと接続されるチップセット側の対応のため低速でした。
LGA1155ではCPU内蔵のPCI-Eレーン数が16本しかなく、グラフィックボードを2枚搭載する場合は帯域が半分のx8+x8に分割されてしまいます(全体のデータ量がPCI-E x16 1つ分まで)が、LGA2011では3枚の接続がx16+x16+x8となり、2枚のグラフィックボードがフル性能で接続することができます。帯域が下がっても、CPUとのやりとりが遅くなる可能性があるだけで、グラフィックボードの映像の出力処理性能とは別です。
基本的にPCI-Expressの接続ソケットは帯域に合わせて、x16/x8/x4/x1の大きさで分かれていますが、グラフィックボードの接続には帯域が制限されてしまう場合でも形状はx16のソケットを使用します(そうしないと取り付けができない)。
余っているソケットにグラフィックボード以外を接続することも可能ですが、その場合でもレーン数の制限によりグラフィックボードの帯域がx8に低下する場合(2つのx16ソケットが共通の16レーンを使う接続になっている場合)があります。
LGA1155システムでは搭載するCPUが最大4コア8スレッドですが、LGA2011システムでは6コア12スレッドがあります。CPUの設計自体は8コアなのですが、サーバーシステムよりも高い動作クロックと発熱(サーバーでは処理数は多いが1つの処理の負荷はあまり高くない動作)の都合により2コアが無効にされています。
CPU性能だけを見た場合、4コア8スレッドのCPUで十分な場合は、LGA1155よりも大型な設計により分割されたキャッシュの距離が遠くなりレイテンシが遅くなることで、LGA1155システムよりも性能が低くなってしまう場合があります。
LGA2011が有利なのは、高性能なグラフィックボードを複数搭載する場合、ゲームをプレイしながら録画や配信を行う場合、複数の動画や写真を同時に処理して出力したい場合、8スレッドを超えるマルチスレッドで処理を少しでも早く終わらせたい場合となります。
現在はマニア向けのシステムになってしまいました。
デスクトップ向けのCPUは消費電力が高く性能が低いため、一般におすすめするものではなくなってしまいました。同じ性能のIntel CPUよりも負荷時の消費電力が2倍にもなってしまいます。
AMDのBulldozerアーキテクチャによる8コア(AMD FX-8000シリーズ)は、Intel Sandy Bridgeの4コア4スレッド(LGA1155のCore i5シリーズ)相当の性能で消費電力はCore i7以上になります。
基本的に同じシリーズの数値が高いほど高性能。CPUのクロックだけでは比較することができません。
同じシリーズである場合、Core i5-2300よりもCore i5-2400が高性能。Core i5-2500はもっと高性能。ただしCore i5-2500Tは処理性能よりもTDPの低さを重視。 Core i7-2600KよりもCore i7-2700Kが高性能。
設計が異なる場合、Core2 Quad Q9650(LGA775 3.0GHz 4コア4スレッド)よりもCore i5-2300(LGA1155 2.8GHz 4コア4スレッド)が高性能。Core i7-860(LGA1156 2.8GHz 4コア8スレッド)よりもCore i5-2400(LGA1155 3.1GHz 4コア4スレッド)が高性能。
メーカーが異なる場合、AMD FX8150(3.6GHz 8コア8スレッド)よりもIntel Core i5-2500(3.3GHz 4コア4スレッド)が高性能。
性能 | 対応システム | CPUの種類 |
---|---|---|
高 | LGA2011 | Core i7 |
↑ | LGA1366 LGA1155 |
Core i7 Core i7 |
LGA1156 LGA1155 |
Core i7 Core i5 |
|
LGA775 LGA1155 LGA1156 |
Core2 Quad Core i3 Core i3 |
|
LGA1155 | Pentium G | |
LGA775 LGA775 LGA1155 Atom |
Core2 Duo Pentium E Celelon G Atom |
|
LGA775 | Celelon E | |
↓ | LGA775 | Pentium4 |
低 | LGA775 | Celelon |
下位ランクの高クロックモデルが上位ランクの低クロックモデルよりも性能が高い場合があります。
性能 | CPUの種類 |
---|---|
高 | FX Phenom II X6 |
↑ | A8 Phenom II X4 Athlon II X4 A6 |
Phenom II X3 Athlon II X3 |
|
Phenom II X2
Athlon II X2 Athlon 64 X2 A4 |
|
↓ | Athlon 64 |
低 | Sempron |
FXシリーズはPhenom IIシリーズよりも性能が高いですが消費電力も大幅に増加しています。それでもIntelの第二世代Core i5シリーズ相当の性能にしか届いていません。
Phenomは新たに開発されたネイティブクアッドコアのCPUですが、Intel Core i7どころか、Core2 Quadよりも性能が低くく、安売り販売されています。Phenom X4はCore2 Duoに近い性能ですが、消費電力はCore2 QuadやCore i7と同等になります。
Athlon 64 X2は消費電力よりも性能重視、Athlon X2は消費電力重視となります。
現在のところ、Athlon 64 X2の高性能タイプはCore2 Duoよりも性能が低く消費電力が高くなっているので魅力がありません。
Core i5 2500 > FX-8150|Core i7 920 >Core2 Quad Q9650 >PhenomII X4 940 >Core2 Quad Q9450 >Q6700 >Phenom X4 9950
AMD Athlon 64 X2 6000+とIntel Core2 Duo E6600が同等、AMD Athlon 64 X2 3800+とIntel Core2 Duo E4300が同等の性能ですが、マルチメディアはCore2シリーズが高性能で、メモリアクセスなどはAthlon 64 X2が高性能です。処理の内容により有利不利がありますので、どちらが良いとは単純に決めることはできません。
熱設計電力のTDPは異なるメーカー同士を単純に比較することはできませんが、同じTDP数値であればさほど変わりません。CPUにより、低負荷時に消費電力が低いものと、高負荷時にあまり高くならないものがあり、使われ方によっても変わってきます。
開発中の次世代CPU。再びCPUソケットが一新される予定です。
2012年に登場予定の第三世代のCorei シリーズ。22nmのプロセス化でコアが小さくなり更なる低消費電力が期待されています。また、Intel HD Graphicsも強化されます。
対応システムはSandy Bridgeと同じLGA1155になります。Sandy Bridge世代のマザーボードでは新しいCPUに対応させるためのBIOSのアップデートが必要です。マザーボードのモデルにより、対応BIOSの公開が数ヶ月遅れる場合や、BIOSの更新が終了し対応しない場合があります。また、BIOSの更新には対応しているCPUを使って実行する必要があります。
LGA1155のCore i-3000系がIVY Bridge世代になる予定です。
2011年に主流となる第二世代Core iシリーズ。
LGA1155のCore i-2000系とLGA2011のCore i-3000系がSandy Bridge世代です。
名称にはNehalemと同様にCore i7/i5/i3が使われが、全く別のCPUでありCPUソケットにも互換性がない。Sandy Bridgeに対応したマザーボードが必要。
Sandy Bridgeでは、まずは高性能ではなく普及型のLGA1156からLGA1155へ移行する。主な違いはすべてにGPU(グラフィック機能)が内蔵されてCPUコアと同じダイに統合される。二つくっつけただけのようなClarkdaleを1つに作り直したようなもの。
基本はNehalemと同様に、DDR3 SDRAMメモリのデュアルチャネルに対応したメモリコントローラと、PCI-Express 2.0 x16がCPUに統合されている。グラフィックボードの2枚接続ではCPUとの接続がx8+x8となる。
省電力機能と性能はより高く効率がよくなっており、重い処理を速くするための新しい拡張命令「AVX」が追加されている。
Nehalem(ネハーレン)ファミリの新世代CPU。2009年の高性能PCで主流となるCPU。
ソケット形状が新設計のものに変わるため、現在のCore2やPentiumで使われるLGA775との互換性がない。メモリコントローラがCPUに統合されメモリアクセス性能が大幅に向上する。メモリにはDDR3 SDRAMが必要になる。CPUのみではなく、マザーボードのチップセットを含めて大きな変革となる。
HTテクノロジの復活により、4コアで8スレッドの同時処理に対応。ターボモードにより、コアの稼働状態によって動的なオーバークロックに対応。反対に、使われていないコアは電力供給をほぼ0状態(C6ステータス)にして低消費電力となる。
キャッシュがコアごとに小容量のL1、L2キャッシュと4コア共通の大容量L3キャッシュになり、L2キャッシュが大容量で2コア共有のCore2とは大きく異なる。キャッシュを活用する一部の3Dゲーム等でCore2 Quadよりも性能低下となる場合があります。しかし、メモリーとのアクセスはとても高速になっているので、キャッシュが小さなCore2よりは性能が高くなります。
2008年冬に発売される予定。ただし、初期はサーバー向けのソケットLGA1365が採用され、2009年の普及型Core i7(LGA1156)との互換性がない。普及型は2009年秋以降に登場する予定で普及は2010年になり、価格は同クロック帯の現在のCore2シリーズと同等に落ち着く見込み。
LGA1366 のCore i7(Bloomfield)
動画や3DゲームなどハイエンドPC向け。DDR3-1066MHzメモリを3枚単位で使用するトリプルチャネル。
マザーボードはハイエンドのX系統のX58チップセットで対応。普及型のP45/P35系統は下記のLGA1156で予定されている。
LGA1156 のCore i5(Lynnfield)
普及型Core2に置き換わる新CPU。DDR3-1333MHzメモリが2枚単位となるデュアルチャネルが予定されている。 高速なQPIではなくDMIによる2枚一組のメモリアクセスとなることでCore i7よりもメモリ性能が低下するが、マザーボードのコストが抑えられる。CPU自体はCore i7よりも高価格なもの(メモリ性能は低いがCPU性能は高い)や、HTテクノロジ非対応の低価格なものまで予定されている。
LGA1156 のCore i3(Clarkdale)
デュアルコア+GPUのCPUが登場。これまで、グラフィック機能がマザーボード上のチップセットに搭載されてきたが、CPUに内蔵される。ただし、ダイは別々であり、メモリコントローラーがCPUコアとは別のダイ側に搭載されている。つまり、CPUとノースブリッジが同じパッケージにまとめただけのものになっている。これについては次世代CPUのSandy Bridgeで完全な統合が行われる。
Atomはシステムが安いのが特徴です。消費電力が低いですがCPU性能もとても低いので、時間の掛かる処理を行うと電力効率がとても悪くなります。主に、インターネットが使えれば良いとする低価格ネットブック(Netbook)やネットトップ(Nettop)に使用されます。
インターネット以外でも十分使える低消費電力版のCore2 DuoはAtomより高価なので、サブPCとしてはAtom搭載ネットブックが人気となっています。
AtomCPUの単体販売はなく、主にインターネット用の低価格ノートPCや小型のマザーボードに取り付けられた状態で販売されます。
現在ではCore iプロセッサが省電力に進化しており、低価格帯向けのAtomの開発はあまり進められていないようです。
将来は低価格用途にはCelelonとAMD製になり、省電力と性能バランスにはCore i3にまとまるのが有力です。
2007年冬に登場。最新Core2 の45nm版がPenryn。2008年の主流となっているCPU。
QuadではYorkfiled(ヨークフィールド)、DualではWolfdale(ウルフデール)として発売。
マザーボードはLGA775のP35チップセット以降で対応。それ以前のLGA775系でも対応できるものがある。
プロセスルールの縮小により同じ性能なら大幅に消費電力が少なくなる。
大きさ(内部設計)に余裕が生まれるため、SSE4などの拡張命令が実装されて、キャッシュも増量された。
反面、消費電力はあまり変わらなくなってしまった。
デスクトップではNehalemへの繋ぎ的な役割。
ノートPCではPenrynベースで省電力重視のデュアルコアが将来の主流となるかもしれない。小型ノートPC向けにシングルコアも予定されている。
2011年に登場。
コア数を増やしても消費電力が余り増えずクロックが高めやすいという次世代を担う設計のはずが、理論通りに行かず失敗作となってしまった。
高いクロックと多くのコア数が実現できても、性能が伴わないと意味がないという教訓に。まるでIntel Pentium4の再来。
2009年01月に登場。
Phenomの45nm版。
AMD Phenom II X4 940の性能はIntel Core2 Quad Q9550の性能に近い(価格も同程度)。
アイドル時の最低動作クロックが800MHzとなり消費電力が低下。45nmとなったことで、負荷時の消費電力もPhenom X4より低下している。
対応ソケットはPhenomと同じSocket AM2/AM2+。AM2で使用した場合はHTの動作が遅いので同じCPUでも性能が悪くなる。
ソケットAM3とDDR3メモリ構成に対応したコアも登場。こちらはメモリ性能がより高くなるが、基本性能は同じ。ソケットAM3のCPUはソケットAM2+のマザーボードでも使用可能。その場合、ソケットAM2+のPhenom IIと同程度の性能になります。ソケットAM3のマザーボードにはソケットAM2のCPUは使用できません。
AMD Phenom II X4 810の性能はIntel Core2 Quad Q8300に近い性能となる。ただし、消費電力が高い。
2007年冬に登場。
デスクトップでの対応するソケットはAM2+となる。現行のソケットAM2とピン配置は同じため、マザーボードによっては対応できるが、強化されたHyperTransport3.0が1.0で動作するなど一部機能が制限されてしまう。
ソケットAM2+ではAM2対応のCPUは完全互換で動作可能。
Phenom X4はクアッドコア、Phenom X3はクアッドコアの1つが無効となったトリプルコア。Phenom X2はデュアルコアとなる。
Core2 Quadよりも効率の高い ネイティブ・クアッドコアをアピールしていたが、実性能では消費電力ばかりが高くなり期待はずれとなってしまった。高性能なCore2 Quadに対抗できるモデルが存在しないため、安い価格で販売されている。
CPUの種類はどんな処理を行うかで選び、その中で性能は予算で選びます。
・使いたいCPUに対応したマザーボードとメモリが必要
・CPUのみを交換する場合、交換前にBIOSの対応確認と更新を忘れずに
パソコンをそっくり購入するのでなければ、CPUは必ずマザーボードとセットで選ぶ必要があります。
マザーボードのCPUソケットで使えるCPUの種類が決まり、BIOSでCPUに送る電圧などを設定します。
CPUソケットが異なる場合、形状が違うため取付ができず、偶然取付ができても故障してしまいます。
BIOSが対応していないと、CPUを正しく扱うことができないため、CPUの性能が発揮されないだけでなく、CPUが必要とする電圧よりも高ければ壊す恐れもあります。
構成が決まっているメーカーPCでは、CPUだけでなくバランスを重視しましょう。メモリ不足ではCPUの性能が発揮できなくなり、映像表示はビデオカードの性能が足りなければ処理が遅くなってしまいます。
例えば、新しく発売になったFSB1333のCore2 Duoには、FSB1333対応のマザーボードと、デュアルチャネル(2枚1組)でのDDR2-667以上のメモリが必要です。DDR2とDDR3には互換性がないので異なると接続できません。マザーボードによっては、FSBよりも1ランク下のメモリが使用できる場合があります。
AMD CPUでは、マザーボードのチップセットではなくCPUがメモリコントローラを搭載しているため、FSBではなくHTテクノロジで接続されます。この場合もCPUの要求に合うメモリが必要です。
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