パソコンとスマートフォンに使われるCPUの根本的な違い

パソコンやスマートフォンや携帯電話などの電子機器には、必ずCPUが使われている。携帯電話のような高性能な電子機器はもちろんだが、炊飯器などの内部で電子機器を制御しているような製品には必ずCPUが使われている。

最近はパソコンでもCPUとは言わずにプロセッサーなどと表現することもあるが、要するにその製品の頭脳となる部品は必ず必要となる。
産業用機器の場合はマイクロコンピューターを略してマイコンなどと言われることもあるが、これらのCPUやプロセッサーやマイコンなどは電子機器には欠かせない部品だ。

パソコン用CPU
パソコン用のCPUはインテル製のCore iプロセッサーなどが主流で、ほかにAMD製品などもあるが、これら会社ではCPUを物理的に一つの製品として販売している。
つまり、インテルやAMDなどが製造した製品をパソコンメーカーが購入し使うしかない。

スマートフォン用CPU
一方、スマートフォンなどに使われているCPUは、ARM社が開発したものが使われていることがほとんどだ。しかしこのARM社はCPU自体を製造したり販売したりすることはない。ARMアーキテクチャーと言われるCPUの設計をしているだけの会社なのだ。
それでは、このARMアーキテクチャーのCPUを購入する場合どうすればいいのか。一般的にはARM社からライセンスを購入した会社が販売しているCPUを購入することになる。

TI、NVIDIA、Qualcomm、Broadcom、Marvellなど様々な会社がARM社の設計図を元に独自のCPUを販売している。ここで販売としているのにも注意が必要で、これらの会社はARM社の設計図を元にそれぞれのCPUを開発し販売はしているが製造はしていない。
インテルなどは、自分で開発し、自社の工場で製造し、販売しているが、ARM製品のほとんどは分業でこれが行われている。

ARM社が基本となる頭脳の設計をし、それをライセンスした会社が独自機能をさらに付加するなどしたCPUを開発。その開発したものを半導体製造会社のTSMCなどが製造する。
ARM社のライセンス自体はどの会社も可能で、半導体の設計ノウハウさえあれば誰でも独自のCPUを開発し、半導体製造会社に製造を依頼することができる。これをうまく活用しているのがAppleで、Apple独自のCPUを設計し、そのCPUを自社のiPhoneやiPadなどに使用している。

まとめ
パソコンのCPUはインテルなどから買うしかない。
スマートフォンなど小型機器向けのCPUはARM社の設計したものをライセンスして半導体製造会社が製造している。

100Gbpsを実現する高速ポートThunderbolt(サンダーボルト)とは

Appleが2011年2月に発表した、最新のMacBook Proに搭載したLight Peak (インテルのコード名)ことThunderbolt I/Oは、USB 3.0やその他のインターフェースに比べ非常に高速なポートとなる。

現在、一般的に使われているインターフェースのUSBポートと言えば、USB 2.0のことだが、この最高転送速度は480Mbps。
2010年頃から対応機種が増えているUSB 3.0は5Gbps。

一方、Thunderboltは10Gbpsから始まり、将来は100Gbpsになる予定だ。

この速度感はイマイチわかりにくいかもしれないが、現在のインターネット接続速度は速くても100Mbpsで、携帯電話系のネットワークでは10Mbps出ていれば高速な方だ。これらと比べて1000倍の速度で、コンピューターと各種周辺機器が接続できるようになる。これだけ速くなれば、データ転送はもちろん、それ以外の用途でもこのポートを使えるようになる。

一般的に使われているUSBは基本的に後方互換性があり、USB 3.0に対応していれば2.0と混在して使うことが出来る。ケーブルも互換性があるため、古い物を使い回すことも出来る。もちろん、USB 2.0対応機器をUSB 3.0に接続したりしても速度はUSB 2.0のままだし、USB 3.0で2.0のケーブルを使用しても速度は2.0相当になるが、この互換性は古い機器などとの接続など、使い勝手には重要な要素だ。

一方、ThunderboltはUSBとは異なるコネクタとなる。
THunderboltの開発元となるインテルは、Light Peakと呼ばれていた頃の技術デモの段階でUSBコネクタを使用していたが、最終的には異なるコネクタとなったようだ。

そもそもこのコード名Light Peakはその名前から予想が付くかもしれないが、光ファイバーを使用することが予定されていた。2011年に登場した段階では銅線が使われたが、将来は光ファイバーが使われる可能性もある。

現在のパソコン内部でHDDやSSDが接続されているのは、SATAという規格のポートだが、この最高速度は6Gbpsだ。初期のLight Peakでさえ、この2倍の速度で転送可能だからいかに速いかは予想に付くだろう。

将来100Gbpsとなっても使い道に困りそうだが、単にコンピューターとHDDなどの周辺機器とのデータ転送に使うだけではなく、ディスプレイやカメラなどのほとんどの周辺機器の接続用に使われる可能性がある。
現在、ディスプレイはディスプレイ用のケーブル、USBなど、各種インターフェースのコネクタとケーブルはそれぞれ別々だが、Thunderboltだと転送速度が余るほど速くなるため、全ての接続ケーブルをこれ一つにまとめることが技術的に可能となる。
こうなると、ケーブルやポートの位置などを意識することなく、全てのデジタル機器が1つのケーブルで接続できるようになる。数珠つなぎ(デイジーチェーン)で接続できるなどすれば、各機器との接続も今まで以上にわかりやすくなるだろう。

USBの登場で、周辺機器との接続はかなり簡単になったが、このThunderboltが普及することでコンピューターをより簡単に使えるようになる可能性がある。

そんな、THunderboltが2011年にAppleのMacBook Proで使えるようなったのは、USBを採用した初期のiMacと匹敵するくらいの後世にも残るニュースになるのかもしれない。

Apple Thunderbolt
Thunderbolt Technology

Intel Research : Light Peak

Apple MacBook Pro

インテルの6シリーズチップセットリコールとは

インテルが2011年1月31日に、インテル6シリーズチップセットのリコールを発表した。
その後、2月7日に情報をアップデートし、2月中旬より対策品が出荷されることが発表されたが、PCメーカーにとってはPCを構成する主要部品に不都合が生じた事で非常に大きな問題となった。

今回の問題は、6シリーズチップセットにある3Gbps SATAポートに関する部分の設計ミスによる物。技術的な解説などはAnandtechのIntel Discovers Bug in 6-Series Chipset: Our Analysisなどを参照いただきたい。

このSATAポートとは、HDDやSSD、光学ドライブなどを接続するポートのことで、パソコンでは非常に重要で欠かせないインターフェース部分となる。
この問題になった3Gbps SATA以外に6Gbps SATAポートもあり、後者だけを使うならチップセット自体は問題なく使用できる。

このチップセットとは、CPUと直接接続されるPCを構成する重要な部品だ。PCで使われる主要な回路が、一つのチップとしてまとまった物だという解説だとわかりやすいだろう。
この6シリーズチップセットとは、インテルが2011年に出荷した第二世代インテルCoreプロセッサーファミリーに使われる唯一のチップセットだ。

第二世代インテルCoreプロセッサーファミリーとは、コード名Sandy Bridgeという新しいアーキテクチャ(設計)によるCPUで、2011年秋ころまでの主要な製品だ。
この新しいCPUを使うには6シリーズチップセットは欠かせない物で、どちらかが欠けてもPCとして使用することが出来ない。

Intel 6 Series chipset recall
インテルの6シリーズチップセット

こちらが、その構成図で、CPUに接続できるメモリー以外のHDDやSSDなど各種デバイスが直接接続されるのがチップセットという事がわかるかと思う。

Intel 6 Series Chipset
インテル 6シリーズ チップセット

これが、チップセット内の問題のある部分をわかりやすく模式化した物だ。
SATAは2種類あり、6Gbps SATAは問題なく、3Gbps SATA部分だけに問題が発生している。
ノートパソコンでは通常、HDDかSSDと光学ドライブの2つのポートしか使用しない。6Gbps SATAポートを2つしか使わない構成の製品ならチップセットに問題が発生していてもそのまま継続して使用できる。
このため、マウスコンピューターなどは、それを納得した消費者には問題のあるチップセットのまま販売を再開している。

この問題による各社の影響

一般には、このチップセット搭載のマザーボードは1月上旬から販売が始まり、大手メーカーの対応パソコンは1月下旬から出荷が始まったが、問題のないチップセットが出荷されるころまで出荷が止まる。既に出荷された製品の交換などの対応は、3月頃から順次始まる。

本来、1月から販売が始まり、2月頃からこの最新CPU採用製品の販売が本格化。日本では4月の新年度シーズンにあわせ、各社が採用製品の営業活動が活発化するはずだった。しかし、この問題によりこれらの出足がくじかれ、既に発表された製品の出荷も遅れるなどしている。

最新の高性能製品は通常、ハイエンドモデルにしか採用されないが、今回のチップセットも同じくハイエンドモデルを中心に採用されていた。各社、この問題となった製品を採用した割合は異なる物の、多いところはかなりの割合の製品が1ヶ月ほど販売できないという状態になった。

XPモードの要件緩和でCeleronでも使用可能に

Microsoftは2010年3月17日に公開したアップデートで、Windows 7上で使用できる仮想Windows XP環境のXPモードを仮想化機能のないCPUにも対応した。
従来のXPモードは、CPUの仮想化機能を使用していたため、どうしても対応CPUでしか使えなかったが、今回のアップデートによりすべてのCPUでXPモードが使用できるようになった。

Update for Windows 7 (KB977206) 英語
Windows 7 用の更新プログラム (KB977206) 日本語

ただし、仮想化機能のないCPUでのパフォーマンスなどが気になるところです。
この件がわかり次第追記します。

インテル モバイル版Core i7(Clarksfield)は買いか?

インテルからノートパソコン向けのCore i7プロセッサーが発表になった。従来Clarksfieldと呼ばれていた物だ。
DELLのAlienwareなど、対応機種もいくつか発表されたようだが、Core 2 Duoの動作周波数が3GHz近かったのに比べ、Core i7は2GHz程度へ落ちている。この周波数ではCore 2 Duoなどに比べて、どのくらいパフォーマンスが高いのか気になる方が多いと思う。

実際にゲームなどをした場合のパフォーマンスがどの程度なのかは、実機のレビュー記事や実際に購入した方の感想でわかるだろうが、各メーカーへのヒヤリングによれば、クアッドコアのCore 2 Quad搭載機に比べて劇的に向上しているわけではなさそうだ。

Core i7はクアッドコアで、Pentium 4の時からさらに強化されたハイパー・スレッディング(HT)テクノロジを使用し、物理コアが4つにハイパースレッディングで2倍の8スレッド実行が可能になる。

マルチコアをうまく使ったOSやアプリケーションなら、動作周波数はともかく、2コアのプロセッサーよりも内部処理が効率的になるのは確実だ。
実際には4コア使うことはそれほど多くないため、1コアや2コアで動作する場合なら、CPUの発熱が規定以上にならないようにクロック周波数を上げるターボ・ブースト・テクノロジーがあるので、Core i7-920XMの通常の周波数は2.0GHzだが、3.20GHzまで上がる子tが出来る。

実際に3.2GHzまであがる状況が、どんなソフト使用時なのかはやってみないとわからないが、動作周波数はともかくメモリアクセスなどの向上などにより、Core 2 Quadに比べれば若干の性能向上はあるはずだ。
Core 2 Duoに比べると、物理コアが増える分だけ性能向上効果は高くなるようだが、CPUの熱設計電力(TDP)はCore 2 Duoが35Wだったのに比較すると、Core i7は10W高い45Wになっている。
単純に比較すれば、バッテリ駆動時間の減少、発熱の上昇などが予想されるが、チップセットに含まれた機能の一部がCPUに取り込まれたので、従来CPUと同等と考えることも出来る。

今回のCore i7は45nm版の物であり、次の32nm版は2010年初頭には対応製品が出るようだが、こちらのCPUはハイエンド向けではなく、メインストリーム向けの物となる。
もしもハイエンドモデルを探しているなら、今後数ヶ月で出てくるだろうベンチマーク結果などで満足できる性能ならば、Core i7搭載のGPUが高性能なモデルを選んでもすぐに次世代CPUが登場して損をすることはないと思われる。