五つの働きと計算の中心

1入力から出力まで五つの働きが連携する

コンピュータの基本機能は入力、出力、記憶、演算、制御です。入力はキーボードなどからデータを受け取り、記憶はデータと命令を保持し、演算は計算や比較を行い、制御は命令に従い各部を動かし、出力は画面などへ結果を伝えます。

会計なら商品数と単価を入力し、記憶した値を掛け算し、合計を画面へ出力します。制御は必要な順番で読み込み、演算、出力を進めます。一つの機器が複数の機能を担うこともあります。

2処理の中心が命令を実行する

CPU（Central Processing Unit：中央処理装置）は演算と制御を主に担うプロセッサです。記憶装置から命令を取り出し、意味を解釈し、必要な計算やデータの移動を実行します。

32ビット、64ビットという表現は、主に扱うデータ幅などの違いを表します。64ビットは32ビットより長いデータを扱えますが、全ての処理が必ず2倍速いという意味ではありません。実際の性能は処理内容や構造で変わります。

3クロックは1秒の周期数

クロック周波数は動作の基準となる周期が1秒に何回あるかで、Hz（Hertz：ヘルツ）で表します。2GHzは毎秒20億周期です。ns（nanosecond：ナノ秒）は時間の単位で、1nsは10億分の1秒です。2GHzなら1秒を20億等分した長さが1周期なので、0.5nsになります。

周波数で1を割るこの計算を「逆数を求める」といいます。

同じ構造と条件なら周波数を上げると一般に処理能力は高くなります。ただし1周期で実行できる処理や待ち時間が異なるため、異なるCPUを周波数だけで比較しません。命令数＝周期数と決め付けることもできません。

4複数のコアで分担する

マルチコアプロセッサは一つのプロセッサに複数の実行の中心であるコアを持ちます。デュアルコアは2、クアッドコアは4です。独立した仕事を並行して進められます。

順番を守らなければならない処理は全てを分担できないので、4コアなら必ず2コアの2倍速いわけではありません。キャッシュ容量、メモリ、発熱や電力条件、ソフトウェアの対応もそろえて性能を比較します。