プロセッサを支える技術 果てしなくスピードを追求する世界

一般教養としての半導体・プロセッサ・CPU

管理人は、特に半導体に詳しいというわけではありません。
ただ半導体工場のすべて 設備・材料・プロセスから復活の処方箋までという本を読んで
感想を書いているときに、本書に出会いました。



本書を読み始めた動機としては、
「パソコンで作業をすることが多いから、知っておいた方がいいかも～」
というかなり軽い動機です。従って今回の記事は、個人的な備忘録みたいなもんです
（内容が間違ってたらゴメンナサイ！）。



1章と2章にプロセッサやコンピューターシステムの基礎が、紹介されてます。
そこだけ読んで、自然科学のための一般教養として捉えられると感じます。

Intel Inside / huangjiahui

プロセッサってなに？

本書のタイトルにも使われているプロセッサって何でしょうか？



そもそもプロセッサが使われている、コンピューターとは、
入力された情報に従って計算などの処理を行い、その結果を出力をする機械です。



そのコンピューターは、大きく3つの構成要素に分かれ、プロセッサは計算処理を担当します。
CPU（中央演算処理装置）とも言われるようなので、そっちの方がなじみがあるかもしれません。

• 計算などの処理を行うプロセッサ
• プログラムやデータを記憶するメモリ
• 入出力装置、I/O装置

"プロセッサは、メモリに記憶された命令の集まりである「プログラム」に従って、これまたメモリに記憶された「データ」に演算を施して、その結果をメモリに書き、さらにそれを再利用して演算を行う"

（第1章「プロセッサとコンピュータシステムの基礎」P6)

ムーアの法則とデナードスケーリング

このプロセッサの電子的なスイッチとして使われているトランジスタには、
ムーアの法則なるものがあります。



「集積回路上のトランジスタ数は18か月ごとに倍になる」という法則ですが、
おおざっぱに理解しようと思ったら、「半導体はどんどん微細化する」というところでしょうか。
本書のP23～24で、2ページにまたがって説明がされています。



ただムーアの法則は、中央大学・竹内健先生のつぶやきなどで 前から知っていましたが、
デナードスケーリングなるものがあることは、はじめて知りました。



集積回路は微細化すれば、それでオシマイというわけでなく、
スイッチの動作スピードの向上や省電力化も、図らなければならないようです。
（半導体の集積度が増加すればするほど、大きな電力が必要になるからだと思う）



本書で紹介されているデナードスケーリングとは、半導体に流れる電流を
コントロールするための技術です。この技術に則って、寸法を半減すると、
スイッチの動作は2倍、消費電力は1/4になるらしい。



「デナードスケーリング」については、Wikipediaにも載っていません（2013年2月15日現在）
とっちらかった文章ですが、何かのとっかかりに使えれば幸いです。




【関連エントリ】


半導体工場のすべて 設備・材料・プロセスから復活の処方箋まで



【参考文献】



佐野 昌 半導体衰退の原因と生き残りの鍵 (B&Tブックス)








竹内 健 世界で勝負する仕事術 最先端ITに挑むエンジニアの激走記 (幻冬舎新書)