中央処理装置（CPU）はコンピューターの頭脳であり、タスクの割り当てと処理を行い、重要な操作機能を管理します。
コンピューターは現代の生活にシームレスに統合されているため、世界中でどれだけのCPUが使用されているかを認識することすらありません。実際それは圧倒的な数であり、あまりにも多いため、最終的な数字は概算でしか答えることはできません。
現在、2,000億個以上のCPUコアが稼働している可能性があると推定されています。このような莫大な数字が別の観点から何を意味するかの一例として、チップメーカーのArm社（ibm.com外部へのリンク）は、2020年の1四半期で73億個のチップを出荷したと発表しました。これは、その四半期で1秒あたり約900個のCPUが出荷されたことを意味します。（3カ月間は約780万秒あるため。）
それは驚くべき比較につながります。米国国勢調査局の予測によれば、2024年に世界人口は約80億人に到達すると言います。現在存在する2,000億個のCPUがすべて人々に公平に分配され、ビジネス、政府、科学アプリケーションに割り当てられなかった場合、地球上の各個人の脳に対して、ちょうど25個のCPUがコンピューターの頭脳として機能していることになります。
ここで重要な疑問が浮上します。このように非常に多くのCPUはすべてどのように使用されているのでしょうか。
CPUは非常に小さなプロセッサー・チップですが、この小さなチップでできないことはほとんどありません。簡単な調査により、どの業界がCPUに最も依存しているかがわかっています。
Apple社など、世界で最も収益性の高い企業の多くは、消費者向け電子機器業界向けのデバイスを製造しています。パーソナル・コンピューティング・プラットフォーム（スマートフォンやノートPC、ゲーム・コンソールなど）に対する需要の急増により、CPUの使用量が大幅かつ継続的に増加しています。さらに、モノのインターネット（IoT）テクノロジーを搭載した家庭用機器により、冷蔵庫、サーモスタット、セキュリティー・システムなどにまでCPUが組み込まれるようになりました。
データ分析の目的は、未加工データを取得し、それをビジネス目標を立てるための明確な根拠にまで洗練することです。そのプロセスの第一歩として、データの組み立てとクリーニングを行います。CPUはこうしたアクティビティーで役立ち、主要なコンピューター処理装置として機能します。さらに、高いクロック速度を実現しているため、データ分析に必要な情報の高速スキャンや取得に最適です。
また、CPUは現代の防衛システムを支えています。世界的な大国の仲間入りをするには、セキュリティー対策の一環として最新のコンピューターを備えていなければなりません。同様に、宇宙飛行の距離とルートを計算するという膨大な計算課題を処理するCPUがなければ、人類の宇宙探査における成果は決して達成できなかったでしょう。宇宙はコンピューターにとって独特の課題を突きつけます。コンピューターは強力な太陽光線に耐えられるよう耐放射線性を強化しなければならないからです。
データ分析と同様に、フィンテック企業は、膨大な量の金融ベースの情報を迅速かつ効率的に処理するためにCPUに依存しています。CPUによって実現されるリスク管理システムは、このようなデータに対して高度な分析を実行し、さまざまなシナリオをそのデータに適用することで、金融機関の損失削減に役立ちます。CPUは、異常を警告し、詐欺行為を検知するという別の重要な側面でもこの取り組みを支援します。
ほぼすべての業界がCPUの高速化による恩恵を受けていますが、文字どおり人の生命にかかわり、スピードが極めて重要という意味では、医療業界ほど重要な業界はありません。CPUは、重要な患者情報を医療従事者間で迅速にやり取りする機能以外にも、処方箋やその他の物資の発注と追跡を自動化するのにも役立ちます。コンピューターは、手術前の臓器の3Dモデルを作成したり、病理学者が病気を研究するのを支援したりすることもできます。
半導体の使用により製造業は根本的に変化し、材料の投入が同期され、品質管理が改善されました。製造業は、CPU駆動型コンピューター・システムが工業生産業務の実行を支援するコンピューター支援製造（CAM）によっても革命を起こしています。CAMは、CPUと製造オペレーションの間に存在する直接または間接的な接続を使用して、製造活動を計画、制御、管理します。
通信業界は、通信技術デバイスという独自の主力製品を提供するだけでなく、他の業界にも重要な形で貢献しています。これらのユースケースには、デジタル取引の実現（金融サービス業界向け）や、精密機能とデータ更新によるロボット手術のサポートによるヘルスケアの支援が含まれます。さらに、CPUは、ナビゲーション・ガイダンスに通信信号を利用する自律走行車の操作に不可欠です。
最新のCPUには通常、次のコンポーネントが組み込まれています。
CPU関連用語を完全に理解するには、次の概念を理解しておくと良いでしょう。
キャッシュ：ユーザーが最近使用したデータにすばやくアクセスできる場所にあるストレージ領域です。キャッシュ・メモリーは、CPUのプロセッサー・チップに組み込まれた領域にデータを保存し、ランダム・アクセス・メモリー（RAM）よりもさらに高速なデータ取得速度を実現します。
クロックスピード：コンピューターのクロックサイクルあたりのアクティビティレート。コンピューターに組み込まれた内部クロックは、コンピューターの動作の速度と頻度を調整します。クロックは電気パルスの送信を通じて CPU の回路を管理します。パルスの配信速度は「クロック速度」と呼ばれます。
コア：コアはプロセッサーの中枢として機能する、さまざまなプログラム命令を読み取って実行する処理装置です。プロセッサーは、組み込まれているコアの数に応じて分類されます。シングルコア、デュアルコア、クアッドコアなどのプロセッサーなどがその例です。（Intel Core」という用語は、Intel社のマルチコアCPU製品ラインを販売するために使用されています。）
スレッド：オペレーティング・システムのスケジューラーが管理し、CPUに送信して処理できる、プログラマブルな命令の最短シーケンスです。マルチスレッド、つまり複数のスレッドを同時に実行することで、さまざまなコンピューター・プロセスを同時に実行し、マルチタスクをサポートできます。（「ハイパースレッディング」とは、計算の並列化を目的としたIntel社独自のマルチスレッド形式を指します。）
この分野で主流の二大企業はIntel社とAdvanced Micro Devices（AMD）社です。
Intel Core（ハイエンドのプレミアム・ライン）、Intel Xeon（オフィスおよびビジネス用）、Intel Pentium（パーソナル・コンピューターおよびノートPC用）、Intel Celeron（ローエンド、低コストのパーソナル・コンピューター用）の4つの製品ラインを通じてプロセッサーとマイクロプロセッサーを販売しています。
当然のことながら、特定のアプリケーションに最適なチップは異なります。Intel Core i5-13400Fは、10コアを備えた優れたデスクトップ・プロセッサーです。しかし、動画編集のような処理負荷の高いアプリケーションの場合、多くのユーザーはIntel Core i7 14700KF 20コア、28スレッドのCPUを選択しています。
CPUとAPU（Accelerated Processing Unitsの略）の2種類のプロセッサーとマイクロプロセッサーを販売しています。APUは、独自のRadeon画像を搭載したCPUです。AMD社は、ビデオゲーム市場向けに高速で高性能なRyzenプロセッサーを製造しています。例えば、AMD Ryzen 7 5800X3Dは、ゲーム・グラフィックスを新たなレベルに引き上げる3D V-Cacheテクノロジーを備えています。
Athlonプロセッサーは、かつてはAMDのハイエンド製品と見なされていましたが、現在では基本的な代替コンピューティングとして使用されています。
Arm社は実際には機器を製造していませんが、機器を製造している他の企業に、自社の価値あるプロセッサーの設計やその他の独自技術をリースしています。
Windowsなどのオペレーティング・システムの実行やマルチメディア・プログラムの使用などの汎用コンピューティングの場合、ほとんどのAMD RyzenまたはIntel Coreプロセッサーで、関連するワークロードを処理できます。
今後数年間、CPUの開発とCPUが利用されるユースケースには、いくつかの関連した問題が引き続き影響を及ぼします。
GPUの使用増加： 画像処理装置（GPU）は、スマートフォンやビデオゲーム・コンソールで使用するために元々開発された電子回路です。GPUは処理速度の向上を目的として使用されるため、グラフィック・カードの高速化に加えて、暗号通貨のマイニングや ニューラル・ネットワーク のトレーニングなど、処理負荷の高い作業にも使用されています。
小型化への取り組み：コンピューター・ハードウェアの歴史は、コンピューター・プロセッサーを小型化する探求の歴史でした。初期のコンピューターには広大な床面積と真空管が必要でした。その後、トランジスターの導入により、CPUは小型化、効率化されました。その後、コンピューター・サイエンティストは、小さな集積回路チップ内に収めることができるマイクロプロセッサーと呼ばれるCPUを開発しました。より高い処理能力とより高速な速度を求める消費者や企業が存在する限り、プロセッサーを小型化する動きは続いていくでしょう。
ペリフェラルの急増：ペリフェラルはコンピューティング機能を最適化し、向上させるのに役立ちます。ペリフェラルはコンピューターの外部に接続することができ、キーボード、マウス、スキャナー、プリンターなどのデバイスが含まれます。継続的な顧客の需要に応えて、さらに多くのペリフェラルが開発されることが予想されます。
持続可能性の問題： 今後、電力消費の問題はますます重要になります。エネルギーコストが上昇するにつれて、企業はエネルギー効率の高いソリューションにさらに重点を置くようになります。CPUの使用量が大規模に増加すると（ハイパースケール・データセンターなど）、数千台のリンクされたコンピューター群が24時間体制で稼働し、使用されるエネルギーはギガヘルツ（GHz）単位で測定されることが多くなります。これは、村や小さな町全体のエネルギー消費量に匹敵します。
アナリスト・グループのYole Intelligence社は、2022～2028年のプロセッサー収益予測で、2022年のプロセッサー市場全体の価値は1,540億ドルと算出しました。この合計数値には、次のプロセッサー・セグメントとそれぞれの価値が含まれています。
2028年の予測では、Yole社の専門家がAIとDPUなど特定のセグメントの成長を予測していることがわかります。また、以下の数字に基づき年間合計8％の成長を予測し、2028年には総価値が2,420億米ドルに達すると予想しています。
Yole Intelligence社の予測では、AI ASICとDPUの大幅な市場成長に加えて、同期間におけるCPUとGPUの成長もほぼ同じで、それぞれ 320億米ドルと330億米ドルの成長が見込まれています。また、CPUは現在他のすべてのカテゴリーをリードしており、今後もその地位を維持するため、これらの予測はCPUが引き続き中心的な存在であることも示しています。
現在2,000億個を超えるCPUが稼働していることを考えると、CPUは今後も存在し続ける、つまり、今後も人類にとって永続的な一部となる可能性が高いと結論付けるのは妥当でしょう。その一方で、CPUは今後もさらに開発と改良が続けられ、高性能システムと、そのシステムで実行される新しい画像を多用するコンピューター・プログラムに対する有用性が最大限に発揮されることは間違いありません。
そのため、コンピューティングの目的を実行するために必要な関連機器を購入する際には、賢く投資する必要があります。最新のCPUに対応できるハードウェアを選びましょう。IBMサーバーは、強度に加えて柔軟性があり、現在必要な処理能力と将来必要となる拡張性を提供しています。
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