CPU(シーピーユー、Central Processing Unit、セントラルプロセッシングユニット)はプログラムによって様々な数値計算や情報処理、機器制御などを
行うコンピュータにおける中心的な電子回路である。
中央処理装置(ちゅうおうしょりそうち)あるいは中央演算処理装置(ちゅうおうえんざんしょりそうち)とも言われる。
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CPU (
Intel Core 2 Duo E6600)
概要
CPUは
記憶装置上にあるプログラムと呼ばれる命令
列を順に読み込んで解釈・実
行することで情報の加工を
行う。
CPUはコンピュータ内での演算を
行なう中心であり、
CPUは通常は
バスと呼ばれる信号線を介して
主記憶装置や
入出力回路に接続され、何段階かの
入出力回路を介して
補助記憶装置や表示装置、通信装置などの周辺機器が接続され、データやプログラムなど情報のやりとりを
行う。
このような
CPUを用いたプログラムによるコンピュータの逐次動作がほとんどのコンピュータの基本的な動作原理となっている。
記憶装置上にプログラムを配置してから、プログラムを実
行する方式をプログラム内蔵方式と言う。
現在では概して1
チップの
LSIに集積されており、
MPU(Micro Processing Unit)または
マイクロプロセッサと呼ぶこともある。また、算術演算機能を強化し信号処理に特化した
DSP や、
メモリや周辺回路を搭載し組込み機器制御を目的としたマイクロコントローラ(マイコン)などの展開種も登場している。
専用の電子回路に比べると実
行速度は遅いが、プログラムを変えるだけで多様な処理が
行えることから、非常に多岐にわたる用途に使用できまた高度な動作が可能となる。また専用回路に比べ設計、修正が容易である。以上のような特徴を持つため、
CPUはおよそあらゆる
システムに内蔵され、現代の産業や生活の屋台骨を支える存在にまで普及している。現在最も普及している
CPUアーキテクチャの一つに
ARMアーキテクチャが挙げられる。
ARMアーキテクチャは1991年から数え2008年年初頭に出荷個数が100億個を超えるなど、家電製品から工業製品、携帯機器などに至るまで様々な
システムに組み込まれ、機器制御を司っている。また、
PCなど現在の汎用コンピュータ製品における殆どのメイン
CPUに
x86アーキテクチャが用いられており、特に
インテルの
x86系
CPU出荷数は1978年6月9日の
8086発売から2003年までの25年で10億個を越えた。
CPUの構造は1949年に世界最初のストアードプログラム方式コンピュータであるEDSACが発表された時点で、現在の
CPUの原型が完成している。
CPUの発達は、
プロセス技術の微細化による高速化、
パイプライン並
列化(命令
パイプライン、演算
パイプライン)、命令並
列化(
スーパースカラ、
VLIW)データ並
列化(
SIMD演算)、
CPUコア並
列化、
スレッド並
列化(同時マルチスレッディング)、などに支えられている。