WEBVTT 00:00.090 --> 00:00.923 インストラクター：このレッスンでは､ 00:00.923 --> 00:03.540 CPUアーキテクチャについてお話しします｡ 00:03.540 --> 00:06.030 CPU（セントラル・プロセッシング・ユニット）は､ 00:06.030 --> 00:08.550 通常は単にプロセッサーと呼ばれ､ コンピューターの頭脳となるデバイスで､ 00:08.550 --> 00:15.810 ソフトウェアやファームウェアの中に存在するさまざまなプログラムコードを実行するために使用される｡ 00:15.810 --> 00:20.850 これは､ どのような種類の機能であれ､ コンピュータに正確にその仕事のやり方を指示するものだ｡ 00:20.850 --> 00:25.770 基本的に､ CPUはひとつひとつの命令に対して基本的な処理を実行する｡ 00:25.770 --> 00:28.170 CPUはまずその命令をフェッチし､ 00:28.170 --> 00:36.690 プロセッサー内部のシステムメモリーやキャッシュから次の命令を取り出す｡ 00:36.690 --> 00:38.850 そして､ コントロール・ユニットやプロセッサーが､ 00:38.850 --> 00:46.650 それぞれの命令をデコードし､ それを実行するか､ あるいはその処理を助けるセカンダリー・ユニットに渡す｡ 00:46.650 --> 00:48.570 例えば､ 多くのプロセッサーには､ 00:48.570 --> 00:50.850 浮動小数点演算ユニットや算術論理演算ユニットといったものがあり､ 00:50.850 --> 00:57.900 これらはコードの種類や実行される命令の種類に応じて異なる命令を実行するために使用される｡ 00:57.900 --> 01:04.080 そして､ プロセッサが命令の実行を終えると､ 01:04.080 --> 01:06.450 その情報をレジスタ､ 01:06.450 --> 01:13.260 キャッシュ､ あるいはメモリに送り返す｡ 01:13.260 --> 01:17.940 これは､ マザーボードやコンピューター内部のプロセッサーの基本的な動作方法である｡ 01:17.940 --> 01:20.040 さて､ プロセッサーそのものを見てみると､ 01:20.040 --> 01:21.960 独自のアーキテクチャを持っている｡ 01:21.960 --> 01:26.190 マザーボードがフォームファクターによって何ができるかを定義するのと同じように､ 01:26.190 --> 01:30.750 プロセッサーのアーキテクチャーは､ そのプロセッサーが持つ能力を定義することになる｡ 01:30.750 --> 01:35.340 技術者として現場で遭遇する主なアーキテクチャは3つある｡ 01:35.340 --> 01:38.130 最初のものはX86として知られている｡ 01:38.130 --> 01:45.510 現在､ X86はIA-32またはインテル・アーキテクチャの32ビット命令セットと呼ばれることもある｡ 01:45.510 --> 01:50.160 というのも､ X86はもともとインテルが1970年代から1980年代にかけて､ 01:50.160 --> 01:53.280 最初のPCとともに開発したものだからだ｡ 01:53.280 --> 01:55.380 やがてコンピューターは8ビットから16ビット､ 01:55.380 --> 01:58.620 32ビットへと移行し､ その過程でインテルは後方互換性を作り出し､ 01:58.620 --> 02:05.580 これらのシステムはすべてX86世代のプロセッサーとして知られるようになった｡ 02:05.580 --> 02:11.040 これは､ インテルがコンピューターに採用した最初のプロセッサーが8086シリーズだったからだ｡ 02:11.040 --> 02:13.470 そしてその次が286シリーズになり､ 02:13.470 --> 02:23.010 386､ 486､ 586となり､ その時点でCeleronやPentiumといったブランド名を使うようになった｡ 02:23.010 --> 02:27.810 いずれにせよ､ これらのデバイスはもともとすべてX86プロセッサーで､ 02:27.810 --> 02:32.160 64ビットプロセッサーになるまでずっとそうだった｡ 02:32.160 --> 02:34.770 64ビットプロセッサーに移行すると､ 02:34.770 --> 02:39.930 これをX64プロセッサーとかX64アーキテクチャーと呼ぶようになった｡ 02:39.930 --> 02:42.930 今､ X64という命令セットを目にするときはいつでも､ 02:42.930 --> 02:50.520 これはX86または32ビット命令セットを拡張して64ビット演算をサポートできるようにしたことを意味する｡ 02:50.520 --> 02:54.870 X86プロセッサーである32ビットプロセッサーを扱う場合､ 02:54.870 --> 03:01.050 最大4ギガバイトのRAMしかサポートできないからだ｡ 03:01.050 --> 03:02.370 アドレス指定に使用できるビットは32ビットしかないため､ 03:02.370 --> 03:07.050 物理的に4ギガバイト以上のものをアドレス指定することはできない｡ 03:07.050 --> 03:09.360 そして､ 2を32乗すると約40億ビットとなり､ 03:09.360 --> 03:13.740 これは約4ギガバイトに相当する｡ 03:13.740 --> 03:15.540 4ギガバイトのRAMは､ 03:15.540 --> 03:21.510 現代のシステムでは決して多くはないからだ｡ 03:21.510 --> 03:24.720 実際､ 最近では非常に低メモリのシステムとみなされているだろう｡ 03:24.720 --> 03:27.630 ほとんどのコンピューターは､ メイン・システム・メモリーとして8ギガバイト､ 03:27.630 --> 03:31.380 16ギガバイト､ 32ギガバイト､ あるいは64ギガバイトのRAMを搭載している｡ 03:31.380 --> 03:33.120 そして､ そのすべてに対応するためには､ 03:33.120 --> 03:38.130 X64プロセッサーを使って64ビット命令セットに移行する必要がある｡ 03:38.130 --> 03:47.430 多くの場合､ AMD64またはインテル64というブランド名で呼ばれる｡ 03:47.430 --> 03:52.560 しかし､ この2つのプロセッサは､ どちらもX64ベースのアーキテクチャとみなされている｡ 03:52.560 --> 03:56.670 さて､ 64ビットと32ビットの比較でもうひとつ覚えておくべき重要なことは､ 03:56.670 --> 04:00.840 32ビット・システムは32ビット・プログラムしか実行できないが､ 64ビット・プロセッサーは完全な後方互換性があるため､ 04:00.840 --> 04:08.760 64ビット・プログラムも32ビット・プログラムも実行できるという事実だ｡ 04:08.760 --> 04:09.660 というのも､ 04:09.660 --> 04:14.310 X64ベースのプロセッサーはPC市場で多用されており､ 04:14.310 --> 04:20.610 ウィンドウズやその亜種で広くサポートされているからだ｡ 04:20.610 --> 04:23.010 さて､ 3つ目のタイプのプロセッサーは､ 04:23.010 --> 04:25.800 ARMプロセッサーと呼ばれるものだ｡ 04:25.800 --> 04:28.560 ARMはアドバンスドRISCマシンの略で､ 04:28.560 --> 04:30.480 RISCはR-I-S-Cというスペルで､ 04:30.480 --> 04:35.190 縮小命令セットコンピュータの頭文字をとったものだ｡ 04:35.190 --> 04:41.010 ARMは長い間､ タブレットや携帯電話などの低消費電力デバイスに使われてきた｡ 04:41.010 --> 04:49.080 しかし2020年代初頭､ アップルはデスクトップやラップトップ向けにARMチップを採用した新シリーズのプロセッサをリリースすることを決定し､ 04:49.080 --> 04:51.030 これらはM1シリーズ､ M1 Pro､ 04:51.030 --> 04:57.060 M1 Max､ そして現在はM2シリーズ以降の新シリーズとして知られている｡ 04:57.060 --> 04:58.350 ARMでは､ 04:58.350 --> 05:07.140 X86やX64ベースのプロセッサーではできない特別なことができるからだ｡ 05:07.140 --> 05:08.310 その中で最も重要なのは､ 05:08.310 --> 05:10.470 バッテリー寿命の延長だ｡ 05:10.470 --> 05:14.730 ARMは､ X64やX86ベースのプロセッサーと同じ計算をするのに必要な発熱量が少ないため､ 05:14.730 --> 05:21.690 バッテリーの消費電力を大幅に削減し､ 冷却の手間も省けます｡ 05:21.690 --> 05:29.670 そのため､ 最新のノートパソコンだけでなく､ スマートテレビやスマートスピーカーなどのシステムオンチップ構成でも非常に人気がある｡ 05:29.670 --> 05:30.990 アップル・デバイスやChromebook､ 05:30.990 --> 05:36.840 あるいはアンドロイドの携帯電話やタブレットなど､ ウィンドウズ・ベースではないものを使う場合､ 05:36.840 --> 05:48.030 バッテリー寿命が長く､ 消費電力が低いためデバイス内部の発熱が少ないという理由から､ X64やX86ではなくARMベースのプロセッサを使う傾向がある｡ 05:48.030 --> 05:54.480 さて､ RISCベースやARMベースのプロセッサーとX64ベースやX86ベースのプロセッサーを比較した場合､ 05:54.480 --> 05:59.520 完全な複雑な命令セットではなく､ 縮小された命令セットを扱うことになる｡ 05:59.520 --> 06:03.060 しかし､ そうではない｡ 06:03.060 --> 06:05.040 RISCベースのシステムを使用している場合､ 06:05.040 --> 06:12.480 RISCシステムはより少ない命令数で同じタスクをこなせるが､ その分コードに頼る部分が多くなる｡ 06:12.480 --> 06:17.730 これにより､ RISC内部の各コードは､ より少ないコードでより多くのことができるようになり､ 06:17.730 --> 06:21.810 消費電力が減り､ バッテリー寿命が長くなる｡ 06:21.810 --> 06:23.700 コンピュータの進化が進むにつれて､ 06:23.700 --> 06:30.900 RISCやARMベースのプロセッサは､ デスクトップやラップトップを含むさまざまなシステムで普及していくでしょう｡ 06:30.900 --> 06:39.330 ARMベースのプロセッサーをサポートするウィンドウズ11の提供も始まっている｡ 06:39.330 --> 06:42.150 ARMがベータ版から一般生産に移行すれば､ アップル・システムにARMを使うだけでなく､ 06:42.150 --> 06:47.523 より多くのデスクトップやラップトップがARMを使うようになるだろう｡