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    CPUから見た日本電気

    上記の分類に当てはまらないものとして、過去には、互いに結合し自由にビット長を増やす事ができる方式のCPUがあり、これはビットスライスプロセッサと呼ばれた。代表的な製品にAMDのAM2900シリーズなどが挙げられる。AM2901は、スイス連邦工科大学のLilithワークステーション等に使用されていた。またデータをバイト単位で扱うCPU(バイトマシン)の他、ワード単位で扱うCPU(ワードマシン)もある(日本電気のACOS-6など)。CPU フレッシュアイペディアより)

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    CPUから見たスーパーコンピュータ

    同じ1964年、DECも、「PDP-8」という後世に影響を与えたミニコンピュータを、科学分野や研究分野に向けてリリースした。DECは、後にさらに広く使われることとなる「PDP-11シリーズ」を発表したが、このシリーズは、後に集積回路(IC)が使えるようになると、それを使ったバージョンも製造されている。トランジスタを使ったCPUでは、新たな設計上の工夫をする余裕が生じ、SIMDやベクトル計算機と呼ばれるものが出現した。そのような初期の実験的設計は、後にクレイ社の製造したスーパーコンピュータのベースとなっている。CPU フレッシュアイペディアより)

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    CPUから見たジョン・フォン・ノイマン

    CPUは、一般にソフトウェア(プログラム)を実行する装置として定義されるため、CPUと呼べる最初の装置はプログラム内蔵方式のコンピュータからである。プログラム内蔵方式の考え方は、ENIACの設計時にすでに存在していたが、マシンの完成を早期に可能とするため、ENIACの初期段階で採用されなかった。ENIACが完成する以前の1945年6月30日、数学者のジョン・フォン・ノイマンの名で、First Draft of a Report on the EDVAC という報告書が公開・配布された。この中で、プログラム内蔵方式のコンピュータの設計について概説されている(アイディアの元はENIACのプロジェクト中に検討されたもので、ノイマンは助言役として加わり、報告書の執筆者はノイマンである。報告書の著者がノイマンだけとされたことやアイディアを誰の功績とみるかについては諸説ある)。この報告書はEDSACなどに影響を与えた。EDVACは1949年8月に一応の完成を見、アバディーンに移された(モークリーとエッカートの離脱(理由については諸説)などがありごたついた。運用に入ったのは1951年)。EDVACは様々な命令の集まりを実行するよう設計されていた。命令を組み合わせることで実用的なプログラムを構成し、EDVACで動作させることができたのである。殊にEDVACではプログラムは高速なメモリに格納されており、物理的に配線を変更することで指定されるものではない点が重要である。ノイマン型の設計では、EDVACで動作させるプログラムを変更するにはメモリを書き換えればよかったのである(ノイマン型はプログラム内蔵だけでなく、プログラムがデータとして書き換え可能である点まで含む点に注意)。CPU フレッシュアイペディアより)

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    CPUから見たコンラッド・ツーゼ

    結果としてノイマン型で先に完成したのは、EDSAC(1949年)やManchester Mark Iの試作機 Baby (1948年)である。EDVACは先に設計が始まっているが、設計者間のごたごたがあって完成が遅れた。また、アイデアレベルではZuse Z3を1941年に開発しているコンラッド・ツーゼもそれ以前にプログラム内蔵方式(書き換えでない点に注意)を考案していた(1936年に特許申請しているが、アメリカに出願した際にチャールズ・バベッジの解析機関との類似を指摘され、特許は成立していない。ツーゼはこのときまでバベッジの業績を知らなかったと思われる。なおZ3は1998年にチューリング完全であったことが示されている)。データとプログラムを同じ記憶装置に格納するかどうかという点が異なる方式として、ハーバード・アーキテクチャがある。これはEDVAC以前に完成したHarvard Mark Iに由来する。同機ではさん孔テープにプログラムを格納した。ノイマン型とハーバード型の大きな違いは、後者が命令とデータの格納場所と扱いを完全に分離していることであり、前者はどちらも同じ記憶領域に格納する。汎用CPUは基本的にノイマン型であるが、ハーバード・アーキテクチャも部分的に採用されている(キャッシュメモリなど)。CPU フレッシュアイペディアより)

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    CPUから見たチャールズ・バベッジ

    結果としてノイマン型で先に完成したのは、EDSAC(1949年)やManchester Mark Iの試作機 Baby (1948年)である。EDVACは先に設計が始まっているが、設計者間のごたごたがあって完成が遅れた。また、アイデアレベルではZuse Z3を1941年に開発しているコンラッド・ツーゼもそれ以前にプログラム内蔵方式(書き換えでない点に注意)を考案していた(1936年に特許申請しているが、アメリカに出願した際にチャールズ・バベッジの解析機関との類似を指摘され、特許は成立していない。ツーゼはこのときまでバベッジの業績を知らなかったと思われる。なおZ3は1998年にチューリング完全であったことが示されている)。データとプログラムを同じ記憶装置に格納するかどうかという点が異なる方式として、ハーバード・アーキテクチャがある。これはEDVAC以前に完成したHarvard Mark Iに由来する。同機ではさん孔テープにプログラムを格納した。ノイマン型とハーバード型の大きな違いは、後者が命令とデータの格納場所と扱いを完全に分離していることであり、前者はどちらも同じ記憶領域に格納する。汎用CPUは基本的にノイマン型であるが、ハーバード・アーキテクチャも部分的に採用されている(キャッシュメモリなど)。CPU フレッシュアイペディアより)

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    CPUから見たロバート・デナード

    1970年代中頃に登場したマイクロプロセッサにより、CPUなどに使われるプロセッサは1チップの大規模集積回路(LSI IC)に集積されるようになった。当初は当時の微細化の限界から4ビットや8ビットのプロセッサであったが、1980年代には16ビットや32ビットで、それに加えプロセス保護などメインフレームに追いつくような機能を持つものや、周辺機能やメモリ等を集積した、いわゆるワンチップマイコンなども多数現れた。もうひとつの特色はMOS(特に1980年代後半からは、CMOS)であることである。原理上、消費電力は抑えられるが、当初は遅かったことから、電卓など消費電力が重要で速度が重要でない分野から広まったが、微細化が進めば進むほど静電容量が減り高速化できるという特長があり(デナード則)、動作周波数は当初の1MHz程度から、2010年代には数GHzまで上がっている。微細化は、より多くのゲートを載せることができる、ということでもあり、より複雑で高性能なプロセッサが作られるようにもなった(ただし近年は、性能向上以上に複雑化が進む傾向である(ポラックの法則))。微細化による集積度の向上の傾向はムーアの法則により定性的にモデル化されている。CPU フレッシュアイペディアより)

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    CPUから見たMicrosoft Office

    2012年現在、市販されているPCは64ビットCPUがほとんどであるが、ネットアクセスやオフィススイートなどの用途では64ビットアプリケーションにしてもパフォーマンスはそれほど向上せず、PC上での多くのアプリケーションソフトウェアがいまだに32ビット製品のままである。ただし、巨大な画像処理や動画編集など大量のデータを処理する用途では巨大なメモリを割り当てることができる64ビットアプリケーションのメリットは大きく、これらの応用ソフトウェアの64ビット化が進んでいる。サーバでは大きな主記憶容量が求められたため、1990年代からCPUとOSの64ビット化が進められたが、2010年代には事務や家庭で使われる普通のPCでも4GB以上のRAMを使用できる64ビットのOSが普及しつつある。オフィススイート、例えばMicrosoft Officeにも64ビット版が用意されているが、このような用途には64ビットのメリットが少ないうえ32ビット版のアドオンが使用できなくなるため、普及は進んでいない。CPU フレッシュアイペディアより)

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    CPUから見たデジタルカメラ

    携帯電話、PDA・スマートフォン、ディジタルメディアプレーヤー、セットトップボックス、携帯型と据え置き型の家庭用コンシューマーゲーム機、ディジタルカメラや薄型テレビなどの高性能情報家電、ネットワーク機器や大規模なシステム制御といった組み込みシステムで比較的性能が要求される装置、比較的大きなデータを扱う必要のある電子装置に用いられており、狭義のCPUと呼ばれるものの主要な使用例である。CPU フレッシュアイペディアより)

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    CPUから見たシステム

    「CPU」と「プロセッサ」と「マイクロプロセッサ」という語は、ほぼ同義語として使われる場合も多いが、厳密には以下に述べるように若干の範囲の違いがある。大規模集積回路(LSI)の発達により1個ないしごく少数のチップに全機能が集積されたマイクロプロセッサが誕生する以前は、多数の(小規模)集積回路(さらにそれ以前はディスクリート)から成る巨大な電子回路がプロセッサであり、CPUであった。大型汎用機を指す「メインフレーム」という語は、もともとは多数の架(フレーム)から成る大型汎用機システムにおいてCPUの収まる主要部(メイン)、という所から来ている。また、パーソナルコンピュータ全体をシステムとして見た時、例えば電源部が制御用に内蔵するワンチップマイコン(マイクロコントローラ)は、システム全体として見た場合には「CPU」ではない。CPU フレッシュアイペディアより)

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    CPUから見たルーター

    パーソナルコンピュータ(PC)、ネットワーク・サーバ、ワークステーション、HPC、ハイエンドのルータ、高性能ゲーム機など、大量のデータを処理する用途で使われている。CPU フレッシュアイペディアより)

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「CPU」のニューストピックワード