プロセッサーの進化:シンプルなチップから強力なマルチコアシステムへの道(前編)

私たちがコンピューターやスマートフォンを使うとき、あるいは洗濯機を動かすときでさえ、これらの動作の背後に小さくても非常に強力なプロセッサーがあることを意識することはほとんどない。
私たちの目には見えないこれらのチップは、1秒間に何百万もの演算を実行し、今日では当たり前のように使われているが、はるか昔、その登場はまさに技術的なブレークスルーだった。
その発展の歴史を見て、私たちを取り巻く世界をどのように変えてきたかを見てみよう。マイクロプロセッサの誕生時代をさかのぼろう。すなわち、コンピューターが部屋全体を占め、そのパワーが現代のスマートフォンよりもはるかに小さかった時代に。
1970年代頃、コンピューターは巨大で非常に高価なもので、大企業か政府機関しか使う余裕がなかった。
しかし、インテルが1971年に世界初のマイクロプロセッサー、インテル4004を発表すると、すべてが変わった。
指の爪ほどの大きさで、それまでは大型で複雑なマシンを必要としていた簡単な計算を行うことができた。
これは4ビット・プロセッサーで、一度に小さな情報を処理することができた。
しかし、その限界にもかかわらず、インテル4004は現代のコンピューティングへの第一歩となった。
この発見の重要性をよりよく理解するために、このプロセッサがわずか2300個のトランジスタ(論理演算を行う微細な素子)しか持っていなかったことは注目に値する。
それに比べ、現代のプロセッサーはこのようなトランジスタを何十億個も搭載している。
しかし、当時としては驚くべき進歩だった。
4004は740kHzの周波数で動作し、1秒間に最大6万回の演算が可能だった。
今日では、この数字は非常に控えめなものに思えるが、1970年代にとっては、これは真の技術的ブレークスルーであった。 なぜそれがそんなに重要だったのか? 事実、インテル4004のおかげで、これまで一般ユーザーには不可能だったタスクを実行できる、はるかに小型で安価なコンピュータを作ることが可能になった。
例えば、電卓や小型の制御システムに使われた。
この小型チップは、実際に新しい技術創造の扉を開き、マイクロプロセッサのさらなる発展の基礎となった。
それ以来、プロセッサは驚異的なスピードで進化してきた。8ビットと16ビットプロセッサーの出現インテル4004がマイクロプロセッサーの能力を世界に示した後、技術開発は勢いを増し始めた。
その最初のマイクロプロセッサーは始まりに過ぎず、数年のうちに、エンジニアたちは、1サイクルあたりに処理するデータ量を増やすことで、さらに高い性能を達成できることに気づいた。
この方法により、8ビット・プロセッサが開発された。8ビット・プロセッサー1970年代半ば、インテル8080やZilog Z80などの8ビット・プロセッサーが市場に登場した。
8ビット」とはどういう意味か?
それは、そのようなプロセッサが一度に8ビット、つまり1バイトの情報を処理できることを意味する。
ちなみに、インテル4004は4ビット・プロセッサーで、一度に半分の1バイトしか処理できなかった。
このようなプロセッサはすぐに初期のパーソナル・コンピュータの基礎となった。
例えば、Zilog Z80は、TRS-80やZX Spectrumなど、当時人気のあったコンピュータの多くに採用された。
パソコンは、大企業や科学機関だけでなく、一般の人々にも手が届くようになった。16ビット・プロセッサーしかし、もちろん開発はそれだけにとどまらなかった。
1978年、インテルは16ビットのインテル8086プロセッサーを発表し、次の大きな一歩を踏み出した。
このプロセッサーは、8ビット・プロセッサーに比べて1サイクルあたり2倍のデータを処理することができた。
さらに、インテル8086はx86アーキテクチャの基礎となり、現在でも一部の最新パソコンで使われている。
16ビット・プロセッサーは、ワープロやデータベース作業、さらには簡単なグラフィック操作など、より複雑な作業を可能にし、より強力なコンピューターを作ることを可能にした。
生産性の向上に加え、マルチタスク(複数のプログラムを同時に実行する機能)という新たな追加機能も登場した。
これはコンピュータ・システムの発展における重要なステップであり、その後、最新のオペレーティング・システムやソフトウェアの誕生につながった。市場への影響すでにお気づきかもしれないが、8ビットと16ビットのプロセッサーの出現により、コンピューターは企業だけでなく一般ユーザーにとっても非常に手頃な価格となった。
人々は、文書を書いたり、記録を取ったり、またコンピューター・ゲームで遊んだりする娯楽に使ったりと、さまざまな作業に家庭でパソコンを使うようになった。
これらのプロセッサは、家庭用コンピュータの最初の本格的な「頭脳」となり、コンピュータ産業全体の発展の基礎を築いた。

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