CPU

CPUは、パソコンを動作させるエンジンのようなものです。また複雑な計算や演算も行うのでパソコンの動作速度・処理速度などにも関わってきます。

パソコンには必ずCPUが付いています。

このページでは自作パソコンで使用するCPUの特徴やメリットについて、IntelのCPUを中心に解説しています。

CPUは、特に技術進歩の著しい部品です。

10年前、5年前のCPUの数倍、数十倍の高性能なCPUが続々と登場しています。

特に高性能かどうかの基準となるのが、マルチコアCPUかどうかという点になります。

Core 2 DuoというCPUの登場以降が、マルチコアCPUの幕開けといわれていて、現在主流のCPUは、Core iシリーズで2コア、4コアになっています。

これからパソコンを自作するという場合は、基本的にCPUは Intel Core iシリーズ、またはその下位版である Pentium、Celeronを使用することが多いと思います。

Core iシリーズ

• Core i7
• Core i5
• Core i3

Core iシリーズ 下位版

• Pentium
• Celeron

Core iシリーズは、第一世代から第八世代まであります。

• 初代・・・Nehalem ネハレム
• 第二世代・・・Sandy-bridge サンディーブリッジ
• 第三世代・・・Ivy-bridge アイビーブリッジ
• 第四世代・・・Haswell ハズウェル
• 第五世代・・・Broadwell ブロードウェル
• 第六世代・・・Skylake スカイレイク
• 第七世代・・・Kabylake カビーレイク
• 第八世代・・・Coffeelake カフィーレイク

新しい世代のCPUが出ると前世代、前前世代のCPUは徐々に生産が終わり発売されなくなります。

現在は Skylalke、Kaby Lake、CoffeelakeのCPUが中心であり、規格や形状を表すCPUソケットは、LGA1151というものになります。

Core iシリーズは世代が多くて分かりにくいというのはあるかもしれません。

分かりやすい覚え方としては、モデルナンバーを見ることです。

例えば Core i7、i5、i3は

• 初代・・・Core i7 950、Core i5 670など3桁
• 第二世代・・・Core　i7 2600、Core i3 2100など2000番台
• 第三世代・・・Core i7 3770、Core i3 3220など3000番台
• 第四世代・・・Core i7 4770、Core i5 4670など4000番台
• 第五世代・・・Core i7 5775C、Core i5 5775Cなど5000番台
• 第六世代・・・Core i7 6700K、Core i3 6320など6000番台
• 第七世代・・・Core i7 7700K、Core i3 7300など7000番台
• 第八世代・・・Core i7 8700K、Core i3 8100など8000番台

下位版のPentimu、Celeronは

• 初代・・・Pentium G6950のみ
• 第二世代・・・Pentium G650、Celeron G540など3桁
• 第三世代・・・Pentium G2120 、Celeron G1610など4桁
• 第四世代・・・Pentium G3220、Celeron G1810など4桁
• 第五世代・・・なし
• 第六世代・・・Pentium G4400、G4520など4桁
• 第七世代・・・Pentium G4600、Celeron G3950など4桁
• 第八世代・・・なし

Core iシリーズは特に分かりやすくなっていますが、PentiumとCeleronも世代ごとに分かるようにはなっています。

CPUは、同じ世代・シリーズのものでも性能差があります。

性能に差があればあるほど、価格もそれだけ違ってきます。

CPUの性能を見る上では、コア数、スレッド数、キャッシュ、動作周波数などが重要になります。

コア数

Core i3、Core i5、Core i7そして下位版のCerelon、Pentium。

何が違うのかといいます、やはりCPUの核であるコアの数が違います。

コアが多いとやはりそれだけ同時に処理できる能力があるのです。

Core i7は4コア、Core i5は4コア、Core i3は2コア。下位版のPentiumは2コア、Celeronは1コア～2コアです。

これは第一世代～第七世代のCore iシリーズではほぼ同じなので覚えやすいと思います。（若干の例外はあります）

スレッド数

スレッドもまたコアと似たようなもので、１つのコアでさらに2つの処理を行うことができると2スレッドとなります。ハイパースレッディングテクノロジーといいます。

そのCPUがHT（ハイパースレッディングテクノロジー）に対応しているかどうか？スレッド数はいくつか？というところです。

HTに対応していれば、単純にコア×2がスレッド数になります。

Core i7は4コア8スレッド（HT対応）、Core i5は4コア4スレッド（HTなし）、Core i3は2コア4スレッド（HT対応）、Pentium・Cerelonは（HTなし）。

これも第一世代～第七世代のCore iシリーズではほぼ同じです。（若干の例外はあります）

Core i7がやはり抜きん出ているのがよくわかると思います。

Core i5はHTには対応していませんが、やはり物理的な4コアなので 2コア4スレッドのCore i3より性能は上になるのです。

同じ世代・シリーズのものでも、キャッシュや動作周波数が大きいほど性能は高くなります。

ただ同じ世代・シリーズで性能を見るなら 基本的にモデルナンバーが上位、数字が大きいほうが性能は上なので分かりやすくなっています。

第八世代では、i3で4コア4スレッド、i5で6コア6スレッド、i7で6コア12スレッドになっています。

Intel Turbo Boost Technology

Core iシリーズから実装された インテル・ターボ・ブースト・テクノロジー。

状況に応じて CPUのクロック周波数を引き上げて処理速度を向上させる技術。手動で行うオーバークロックに似ていますが、自動なので安全に行われます。

Core i5、Core i7で使われており、Core i3、Pentium、Cerelonにはありません。

例えば i7 3770なら定格 3.4GHz ターボブースト時は3.9GHzまで上昇します。

ブラウザやアプリケーションの起動など 使われる場面は非常に多く Core i5、i7が体感的に速く感じられる理由のひとつです。

キャッシュ

CPU内の一時的な記憶領域（メモリー）。1次キャッシュ（L1）、2次キャッシュ（L2）、3次キャッシュ（L3）とがあります。

Core iシリーズ以前は 1次キャッシュ、2次キャッシュまででしたが Core iシリーズから3次キャッシュも追加されました。

キャッシュは CPUに内蔵されている高速な記憶域で、頻繁に使用するデータをおいておき メモリーへのアクセスを減らすことで処理を高速にします。

速度はL1キャッシュが最も速いのですが容量は少なくなります。L1キャッシュになければ、L2キャッシュ、L2キャッシュになければL3キャッシュとなります。

Core iシリーズのL3キャッシュは、 全コアで共有し 各コアの必要量に応じて 割り当てを変化させています。

この仕組みを インテル・スマート・キャッシュともいいます。

L3キャッシュの容量もやはり Core i7＞Core i5＞Core i3＞Pentium＞Celeronになります。

動作周波数

クロック周波数ともいいます。CPUはクロックという周期的な信号で動作します。

例えば 3GHzのCPUなら、一秒間に約30億回のクロック

クロック周波数が高いとそれだけクロック数が多く 処理できる量や回数が増えます。

同じ世代・シリーズのCPUで比較すると数値が高いほど高性能になります。単位は（ギガヘルツ）。

このクロック周波数を ユーザー側で手動で上げ 処理能力を高めることをオーバークロックといいます。

FSB

CPUがマザーボード上のノースブリッジとやりとりするデータ転送速度、またはそのデータの伝送路（バス）をいいます。

単純にFSBが高いCPUの方が転送速度が速いので性能は高いと考えることができます。

FSBの概念は 主にLGA775世代のCPUで重視されていました。CPUによってFSBが異なることが多かったためです。

例えば Core 2 Duo E8500は FSBが1333MHzなので マザーボードも1333Mhzに対応している必要があり、FSB 1066MHzまでのマザーボードには取り付けができません。

なので CPUソケットは同じでも マザーボードによって対応・非対応が多かったといえます。

一方 Core iシリーズになってからは FSBは「QPI」や「DMI」というものに変わりFSBという概念そのものがなくなりました。

LGA1155のCPUであれば ほとんどのLGA1155のマザーボードで使えるというように LGA775の時に比べると組み合わせがしやすくなっています。

プロセスルール

32nm、22nm、14nmなど、CPUの仕様に必ず出てくるのがプロセスルールです。

単位はナノメートル。半導体回路の線幅を示しています。

単位が小さいということは、それだけ細分化・緻密化されており機能や性能が上がっていることになります。

Core 2 Duo、Core 2 Quadの世代は45nmでしたが、Core iシリーズでは、

• 初代・・・・・32nm
• 第二世代・・・32nm
• 第三世代・・・22nm
• 第四世代・・・22nm
• 第五世代・・・14nm
• 第六世代・・・14nm
• 第七世代・・・14nm＋（改良版）
• 第八世代・・・14nm＋＋（改良版）

CPUの大きさはほとんど変わらないのに プロセスルールは年々小さくなっています。

第二世代 Sandy Brigeと第三世代 Ivy Bridgeは 同じLGA1155ですが、変更点・改良点は多く、人によっては Ivy-Bridgeのほうが全体的な使用感がいいと感じることがあります。

Intelは 各世代のCPUにおいて より高性能・ハイエンドなものを出しています。

例えば以下のようなものです。

Core iシリーズ

• 初代・・・Bloomfield・Gulftown、4コア・6コア、LGA1136、X58
• 第二世代・・・Sandy bridge-E、4コア・6コア、LGA2011、X79
• 第三世代・・・Ivy Bridge-E、6コア、LGA2011、X79
• 第四世代・・・Haswell-E、6コア、8コア、LGA2011-v3、X99
• 第五世代・・・Broadwell-E、6コア～10コア、LGA2011-v3、X99
• 第六世代・・・Skylake-X、6コア～18コア、LGA2066、X299

通常のCore i7は4コアですが、ハイエンドになると6コア（ヘキサコア）や8コア（オクタコア）、10コア、18コアがあり、これらを Core i7 Extreme Editionともいいます。すべてではありませんが、型番末尾にXが付いていることもあります。

X58、X79、X99、X299は チップセット名。これらチップセット搭載のマザーボードがハイエンド向けになります。

CPUソケットもそれぞれ その世代のメインのものとは異なります。

やや間違いやすいのが モデルナンバーです。

例えば 第二世代 Sandy-Bridgeは2000番台ですが、Sandy bridge-Eは3000番台。第三世代 Ivy-Bridgeは3000番台ですが、Ivy-Bridge-Eは4000番のようにひとつ数字が上がります。

CPU型番の末尾のアルファベットには そのCPUの特徴が示されています。

• X・・Extream 特別の意味 性能が高いCPU
• K・・アンロック対応、オーバークロック可
• P・・内蔵GPU非搭載、グラフィックボード要
• S・・性能と消費電力のバランス・効率重視
• T・・低消費電力
• C、R・・第五世代のみ 高性能GPU搭載

無印のCPUは、標準的な設計になります。

オーバークロックを行う場合 正式に対応しているIntelのチップセットは Zから始まるものになります。

Core iシリーズからのCPUに内蔵されいるGPU（グラフィック機能）。

性能が上がるにつれ末尾に2000、4000、4600、530など数字が付きます。Intel HD Graphics 4000など。

上位モデルは Intel Iris Graphics、Intel Iris Pro Graphics。

第一世代 Core iシリーズ 700～900番台、型番末尾 PのCPUは 内蔵GPUは搭載していません。

IntelがCPUを新たにリリースするときは、ほぼ同時にチップセットも提供します。

チップセットは、要するにマザーボードです。CPUを動かす受け皿になります。

チップセットが新たに提供されるときに CPUソケットが変更されるときもあれば、変わらないときもあります。

ソケットの規格が変わらない場合は、その期間のCPUやチップセットは マザーボードメーカーのアップデートなどもあり 基本的に互換性は保たれます。

ただし ソケットは同じなのに 互換性がないというのもわずかですがあります。

CPUを使う際は どのチップセットが対応か？または互換性があるのか？などチップセット・マザーボードをセットで考えることが大事になってきます。

CPUソケットとは、マザーボードのCPUを装着する部分の形状を指します。なのでCPUとマザーボードに関係してきます。

Core iシリーズでも、第一世代～第八世代でCPUソケットは異なります。マザーボードのソケットとは同一のものを選ぶようにします。

Core iシリーズのCPUソケット

• 初代・・・LGA1156、LGA1366
• 第二世代・・・LGA1155、LGA2011
• 第三世代・・・LGA1155
• 第四世代・・・LGA1150、LGA2011-v3
• 第五世代・・・LGA1150
• 第六世代・・・LGA1151
• 第七世代・・・LGA1151
• 第八世代・・・LGA1151（第六、第七世代と互換性なし）

メインストリーム（主流）のCPUソケットは、

LGA1156、LGA1155、LGA1150、LGA1151です。

LGA1366、LGA2011、LGA2011-v3はその世代におけるハイエンドな一部のCPUなどで採用されています。

例えば 新しい世代・新しいCPUソケットのCPUが登場すると同時に、それに対応したマザーボードが出てくるので 新品でCPUとマザーボードを揃えて CPUソケットが違っていたということはほとんどありませんが、間違えないように注意します。

CPUの対応ソケットがLGA1155で、マザーボードの対応ソケットがLGA1156という場合、ソケットが異なるので当然マザーボードにCPUを取り付けることはできません。

そのためCPUとマザーボードは、同じCPUソケットにする必要があります。

CPUソケット。CPUの切り欠けと大きさや形状が合うようになっています。

CPUは、マザーボードのCPUソケットに取り付けます。

CPUソケットは、CPUといくつものピンで接するようになっています。このCPUソケット内に目に見えるようなゴミや異物が入ったり、上からCPUを落としたりしてピンが曲がったりするとCPUが正しく認識されないなどのトラブルとなります。

パソコンの自作をする際は、一番慎重に行うべきポイントになります。

マザーボードに付いている保護カバー。

CPUソケット内部。レバーで固定されています。

CPUとCPUソケットの切り欠けを合わせて取り付けます。

マザーボードとCPUは、CPUソケットが一致していることが前提です。

また少し前のマザーボードなどでは、CPUソケットは同じでも取り付け可能なCPUの型番やモデルが決まっている場合もあります。

マザーボードの箱やメーカーサイトで、対応CPUを調べます。

CPUを選んでからマザーボードを選ぶか、マザーボードを選んでからCPUを選ぶかという形になりますが、CPUもマザーボードも並行して選択していくといいでしょう。

マザーボードには、対応ソケットや対応CPUの記載があります。

CPUを製造・販売しているメーカーは、IntelとAMDになります。AMDはGPUのRadeonシリーズでも知られています。

Intelはメーカー製パソコンでも多くのパソコンに使用されており、認知度は非常に高いです。

CPUとしては、Intelのほうがシェアも高く人気がありますが、近年はAMDの人気も復活してきています。

当サイトでは、基本的にIntelのCPUのみで解説していますが、AMDのCPUでも、コア、スレッド、キャッシュメモリ、チップセット、CPUソケットという構造はほぼ同じです。

CPUはパソコンショップでリテール品（パッケージ品）として販売されています。

ハードディスクやメモリーがバルク品として販売されていますが、CPUは必ず箱に入っています。付属品としてCPUクーラーやCPUロゴシールも入っています。CPUクーラーにはグリスが塗られています。

リテール品のCPUは、CPUグリスやCPUクーラーは別途用意する必要はありません。

第六世代のSkylake以降のオーバークロック対応 CPU（末尾型番 K）は 今まで同梱されていたCPUクーラーはなくなりました。別途用意する必要があります。

CPUに関しては Intel製のものが人気ですが、AMDが復活してきています。

2015年に登場したCPUが、第六世代 Skylake、2017年1月に第七世代 kabylakeです。

CPUソケットはともに LGA1151です。互換性はありますので、LGA1151のマザーボード、CPUは相互に使用できると考えていいでしょう。

しかし、最新の第八世代 Coffeelakeは、ソケットが同じLGA1151でも、チップセットがZ370のみ対応なので注意します。つまりZ370搭載のマザーボードが必要になります。

これから自作するという場合は LGA1151のものになってきますが、LGA1150、LGA1155のマザーボードやCPUもまだ一部販売されているので、LGA1150、LGA1155でも自作することはできます。

またCore iシリーズはi3、i5、i7とありますが、廉価版として PentiumやCeleronも用意されており、マザーボードも同じようになっているので、ある程度柔軟な組み合わせが可能です。

なお、CPUをkabylake以降にする場合は、OSはWindows 10のみ正式サポートとなります。

• Amazon CPUのベストセラー
• 価格.com CPU 人気売れ筋ランキング

第八世代 Core i7 8700K。アーキテクチャを刷新し、6コア12スレッドで登場。

• CPUの交換