マルチコアプロセッサ
Multi-Core Processor
まるちこあぷろせっさ
1つのプロセッサチップに複数のCPUコアを搭載したプロセッサ。各コアが独立して命令を実行し、マルチスレッドプログラムの並列実行により性能を向上させる。消費電力を抑えつつ処理能力を高められる。
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他の資格での定義
1つのCPUチップ内に複数の処理コア(演算処理を行う中核部分)を搭載したプロセッサ。デュアルコア(2コア)やクアッドコア(4コア)などがあり、複数の処理を並列実行できる。
1つのチップ内に複数のCPUコアを集積したプロセッサ。各コアが独立して命令を実行できるため、マルチスレッドプログラムの並列実行が可能。デュアルコア、クアッドコアなどがある。
複数のCPUコアを1つのチップに搭載したプロセッサ。並列処理による性能向上が可能だが、組込みシステムではコア間の排他制御やリアルタイム性の保証が課題となる。AMP(非対称型)とSMP(対称型)の構成がある。
複数のCPUコアを1つのチップに搭載したプロセッサ。並列処理による性能向上が可能だが、組込みシステムではコア間の排他制御やリアルタイム性の保証が課題となる。AMP(非対称型)とSMP(対称型)の構成がある。
Past Exams
過去問での出題
過去問で 13 回出題(エンベデッドシステムスペシャリスト試験 6・ITパスポート試験 3・応用情報技術者試験 2・基本情報技術者試験 1・ITサービスマネージャ試験 1)。うち 3 回は用語そのものを問う問題です。
- 令和5年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問8選択肢(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 令和5年度 秋期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問1正解の選択肢(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 令和4年度 秋期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問1(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 令和2年度 10月 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問4(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 平成31年度 春期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問1選択肢(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 平成29年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問9選択肢(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 平成27年度 秋期 ITパスポート試験 問63選択肢(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 平成26年度 秋期 ITパスポート試験 問53用語を問う問題(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 平成25年度 秋期 ITパスポート試験 問66用語を問う問題(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
- 平成25年度 秋期 ITサービスマネージャ試験 午前Ⅱ 問20選択肢(IPA の PDF を新しいタブで開きます)
出典: 独立行政法人情報処理推進機構(IPA)の過去問題。問題文は IPA のサイトの PDF で確認できます。「用語を問う問題」は、この用語の説明や特徴そのものを問う問題です。「選択肢」は、問題文ではなく選択肢に出たものです。用語名で照合しているため、関係の薄い問題が含まれることがあります。
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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。
1つの長い命令語に複数の演算を同時に指定するプロセッサアーキテクチャ。コンパイラが命令の並列性を解析してスケジューリングするため、ハードウェアの制御が単純になる。DSPや組込み分野で使用される。
命令の実行を複数のステージ(命令取出し、解読、実行、書戻しなど)に分割し、各ステージを並行して処理するプロセッサの高速化技術。複数の命令を流れ作業のように同時処理することでスループットを向上させる。
パイプラインの各段をさらに細かく分割し、段数を増やして動作周波数を高める高速化技術。同時に処理できる命令が増える一方、分岐予測が外れたときの手戻り(パイプラインハザード)による損失は大きくなる。
