CPUの構造

CPUは大きく3つの部分で構成されています。

1. 制御装置

  • 指示書（命令）を読み出し、順序通りに実行していく
  • 演算装置やメモリとのデータ転送を制御
  • 他の装置とのタイミング調整

2. 演算装置

  • 四則演算、論理演算、比較演算などの処理
  • 浮動小数点演算、ベクトル演算など、高度な処理

3. レジスタ

  • 処理中のデータや命令を一時的に保存
  • CPU内部の高速な記憶装置

これらの部分はバスと呼ばれる情報伝達路で接続されています。

CPUの動作

  1. 制御装置がメモリから命令を読み出す。
  2. 命令をデコーダで解読し、どのような処理を行うのかを判断する。
  3. 演算装置で必要な演算処理を行う。
  4. 処理結果をレジスタに保存する。
  5. 制御装置が次の命令を読み出す。

このサイクルを繰り返し、プログラムを実行していきます。

その他

  • キャッシュメモリ：CPUの動作速度を向上させるために、使用頻度の高いデータや命令を一時的に保存
  • コア：CPUの処理核。複数のコアを搭載することで、マルチタスク処理が可能

参考資料