CPU

コンピュータの中枢であり、プログラムの命令を解釈・実行する装置。演算装置と制御装置から構成され、コンピュータの処理速度を左右する最も重要な部品である。

コンピュータの中枢部品で、プログラムの命令を解読・実行する装置。制御装置と演算装置で構成される。クロック周波数やコア数が性能に影響する。中央処理装置とも呼ばれる。

CPU機能を1つの半導体チップに集積した集積回路。演算装置（ALU）、制御装置、レジスタで構成される。外部にメモリやI/Oを接続して使用する。組込みシステムではARMアーキテクチャが広く普及している。

大量の並列演算に特化したプロセッサ。元々は画像処理用だが、GPGPU（汎用GPU計算）として機械学習の訓練や科学技術計算にも利用される。数千のコアを持ち、行列演算などを大規模に並列処理できる。

単純で固定長の命令セットを採用し、パイプライン処理による高速化を図るプロセッサアーキテクチャ。命令数を絞り1クロックで1命令を実行する設計思想。ARM、MIPS、RISC-Vが代表例。CISCと対比される。

豊富で複雑な命令セットを持ち、1命令で複数の処理を実行できるプロセッサアーキテクチャ。可変長命令でプログラムサイズを小さくできるが、パイプライン処理が複雑になる。x86アーキテクチャが代表例。

命令の実行をフェッチ、デコード、実行、メモリアクセス、ライトバックなどのステージに分割し、複数の命令を重ね合わせて並行処理する高速化技術。ステージ数をnとすると理想的にはn倍の高速化が可能。パイプラインハザードへの対処が課題。

パイプライン処理において命令の実行が妨げられる状況。データハザード（前の命令の結果を待つ）、制御ハザード（分岐命令による予測失敗）、構造ハザード（ハードウェア資源の競合）の3種類がある。フォワーディングや分岐予測で対策する。

複数の命令を同時に発行・実行できるプロセッサアーキテクチャ。複数の実行ユニット（演算器）を備え、依存関係のない命令を並列に処理する。命令レベル並列性（ILP）を活用して性能を向上させる。