コアとCPUの違い
1. 序章
大規模なパーティーを主催する場合、通常、達成すべきいくつかのタスクがあります。 パーティー会場で実際に仕事をするだけでなく、すべての仕事を整理し、食べ物、飲み物、装飾についてサプライヤーと話し合い、ゲストリストを処理する必要があります。
大規模なパーティーを主催するには、多くの作業が必要です。 ですから、たくさんの人が取り組んでくれるといいですね。 しかし、もちろん、決定を下し、働く他の人々を管理するために、パーティーの主催者の姿が必要です。 ただし、複数の人がいる場合は、必要なすべてのタスクを分割して並行して実行することができます。
パーティーを主催することは、 最新のコンピューターCPU 動作します。 CPUは私たちのパーティーホストです。 いくつかのリクエストとメッセージを処理し、処理作業を利用可能なコア間で分割します。 コアは、順番に、パーティーで働く人々です。 ホスト（CPU）の指示をリッスンし、必要なタスクを実行します。
この例では、コアとCPUが同義語ではないことにすでに注意できます。
したがって、このチュートリアルでは、それらの間の主な相違点と類似点を学習します。 最初に、処理ユニットの簡単な歴史的背景を説明します。 そこで、コアとCPUの概念を調査します。 最後に、体系的な要約でそれらを比較します。
2. 処理ユニットのコンテキスト
70年代以前の初期のコンピュータシステムでは、トランジスタと論理ゲートが1つのチップに大規模に複雑に統合されていたため、限られた処理ユニットしか使用されていませんでした。 したがって、CPUは、接続されたチップが連携して単一のタスクを処理する必要がありました。
その後、70年代に、Large-Scale Integration（LSI）により、同じチップ内にデータ処理と制御ロジックを備えたマイクロプロセッサを作成できるようになりました。 LSIでは、同じCPUの同じチップに数万のトランジスタと最大1万の論理ポートを共存させることができました。
同じチップ内のトランジスタと論理ポートの数は、その後数十年で増加し続けました。 したがって、2000年代の初めには、複数の処理コアを同じダイで一緒に動作させることが可能になります。 これは、実際には、CPUが複数の処理コアで動作し、並列タスクを実行することを意味します。
その後、マルチスレッドなどの他のテクノロジーにより、CPUの並列処理がさらに向上します。 ただし、次のセクションでは、マルチコアに焦点を当て、CPUとその処理コアの関係を理解します。
3. 処理コア
一般に、コアは、制御ユニット、算術論理ユニット、およびメモリの3つの主要部分に分割できます。 コアの各部分は、特定のタスクを担当します。
- コントロールユニット（CU）：本機は、コアとコンピュータシステムの他のコンポーネントとの通信を可能にします。 したがって、たとえば、命令処理が必要であり、コンピュータシステムハードウェアに信号を送信し、コンピュータシステムデータを管理します。 このようにして、制御ユニットは算術論理ユニットとメモリの両方と通信します。
- 算術論理演算装置（ALU）：このユニットは、算術演算と論理演算を実行する電子回路で構成されています。 通常、ALUは、加算、減算、乗算、除算の4つの算術演算を実行します。 さらに、通常、3つの論理演算（等しい、より小さい、およびより大きい）を実行します。
- メモリー：コア内に構築されたメモリは、レジスタとキャッシュで構成されています。 レジスター は、たとえば、コア処理のアドレス、命令、および計算結果を保持するために使用されるメモリの一部です。 キャッシュは、コアがおそらく（再）使用するデータを保持する高速ランダムアクセスメモリです。
コアの他の関連する特定の要素は、クロックとバスです。 次の画像は、抽象的なコアアーキテクチャを示しています。
4. 中央処理装置
CPUは、コンピュータシステムでタスクを実行するためのコアを調整するコンポーネントで構成されます。このように、単一のCPUを搭載したコンピュータは、コアの数であるタスクを同時に実行できます。 注意として、は、CPUコアがマルチスレッドを採用している場合に使用可能なスレッドの総数です。
CPUは、処理コアのホスティングと調整に加えて、コンピューターシステムの他のコンポーネントと処理コアの間の通信を（それらの制御ユニットを介して）確立します。 これを行うために、CPUには通常、メモリアクセスとデータI/O用のコントローラーがあります。
CPUには通常、すべての処理コア内で共有される追加レベルのキャッシュが含まれています（通常はレイヤー2またはレイヤー3のキャッシュ）。 さらに、GPUをCPUに統合することも可能です。 実際、CPUは複数の異なるコンポーネントをホストでき、処理コアに近いという利点があります。
このように、採用された設計によってCPUが異なることを強調することが重要です。 たとえば、初期のCPUには、多くのコントローラが補完的なチップセットに実装されています。 ただし、最近のCPUのほとんどには、すべてのコントローラーが内部に実装されています。
次の画像は、抽象的なCPU設計を示しています。
5. 体系的な要約
CPUは、タスクを管理および実行するコンピューターシステムのコンポーネントです。 したがって、コントローラ、キャッシュメモリ、そして最も重要な処理コアがCPUを構成します。
前述のように、処理コアはCPUの一部です。 彼らは実際にコンピューター上でタスクを処理します。 通常、それらにはいくつかの標準的な要素があります。 それらの中で最も顕著なものは、CU、ALU、およびメモリです。
次の表は、処理コアとCPUの情報を比較および要約したものです。
6. 結論
この記事では、プロセッシングコアとCPUの違いについて学びました。 まず、処理ユニットの進化について簡単に説明しました。 そこで、処理コアの概念を研究し、それらの主要な要素を理解しました。 同様に、CPUの概念と主要な要素を分析しました。 最後に、コアとCPUの処理に関する概要を示し、それらの関係と違いを比較しました。
実際、コアとCPUの処理は同じものではないと結論付けることができます。 コアは実際にタスクを処理しますが、CPUはコアを制御し、他のコンピューターシステムコンポーネントからコアへのデータのインターフェイスを担当します。 したがって、処理コアはCPU内で機能し、コンピューターのタスクを実行するために1つは別のコアに依存します。
