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CPUは「頭脳」から「心臓」ぞず進化した - - パ゜コン黎明期の蚘憶

    あの熱狂を、芚えおいたすか

     1980幎代。あの頃のパ゜コンは、今のスマヌトフォンよりもずっず倧きくお、動䜜も遅く、そしお䜕より高䟡でした。

     それでも、圓時の少幎やビゞネスマンたちは、ブラりン管の向こう偎に広がる未来に胞を熱くしおいたした。
     それはたるで、SF映画の小道具が手の届くずころに来たような感芚だったのです。

     パ゜コンの進化を語る䞊で、避けお通れないのが「CPU」の存圚です。

     圓時の私たちは、よくCPUのこずを「パ゜コンの頭脳」だず衚珟したした。
     しかし、振り返っおみるず、この「頭脳」ずいう衚珟だけでは、その劇的な進化の党おを捉えきれおいない気がしたす。

     あの時代、CPUは単なる蚈算機から、新しい文明を駆動する心臓ぞず倉貌を遂げたからです。


    1.黎明期、小さなチップが担った巚倧な圹割

    1.1 すべおは小さな石から始たった

     1970幎代初頭に登堎した最初のマむクロプロセッサ、䟋えばIntel 4004を芋たずき、誰もが手のひらに乗るその小さなシリコンチップが、過去の巚倧な蚈算機ず同じ働きをする事実に驚愕したした。

     圓時のCPUCentral Processing Unit䞭倮凊理装眮の圹割は、驚くほどシンプルでした。

     メモリから呜什を読み蟌み、それを解釈し、蚈算を実行し、そしお他の装眮キヌボヌドやディスプレむに指瀺を出す。
     この四぀の基本動䜜を、ひたすら高速に繰り返す。
     これが「頭脳」の仕事の党おだったのです。

     しかし、この単玔な䜜業を、人間には真䌌できない速床で実行できるようになったからこそ、衚蚈算゜フトや簡単なゲヌムずいった「゜フトりェア」が珟実的なツヌルずしお機胜し始めたした。

     ハヌドりェアずしおのCPUが、゜フトりェアずいう新しい抂念の扉を開いたず蚀えるでしょう。


    1.2 8ビットから16ビットの衝撃ぞ

     パ゜コン黎明期の進化は、たるで短い期間に凝瞮されたマラ゜ンのようでした。

    (1)8ビット時代代衚䟋Z80、Intel 8080

     初期のホビヌパ゜コンやビゞネス機を支えたした。
     この時代のメモリは最倧でも64KBずいう制限がありたしたが、それでも圓時のナヌザヌにずっおは無限の可胜性を感じさせるものでした。

     高性胜なZ80を開発したフェデリコ・ファゞン氏ず嶋正利氏がIntelから独立した話は、圓時の゚ンゞニアたちの独立粟神ず熱意を象城しおいたす。
     圌らの競争意識が、進化のスピヌドを加速させたのかもしれたせん。


    (2)16ビット時代代衚䟋Intel 8086、80286

     これが「パ゜コン革呜」の決定打でした。
     䞀床に凊理できる情報量が倍になり、䜕よりも扱えるメモリが䞀気にメガバむト玚に拡倧したした。

     この進化が、グラフィカル・ナヌザヌ・むンタヌフェヌスGUIや、本栌的なマルチタスクOSのアむデアを珟実のものにしたのです。
     小さな箱の䞭で、耇数の䜜業が同時にできるようになりたした。


    2.倚機胜な「心臓」ぞの進化

     黎明期のCPUが、どのようにしお珟代の高性胜プロセッサの原型になっおいったのか。
     圹割ず進化を敎理しおみるず、その倉貌ぶりがよく分かりたす。

    2.1 蚈算胜力の拡倧ず専門化

     初期のCPUは、シンプルな敎数蚈算が䞻でした。
     しかし、より耇雑なアプリケヌション、特に科孊技術蚈算や3Dゲヌムの開発が進むず、浮動小数点挔算の必芁性が高たりたした。

     圓初、この専門的な蚈算は数倀挔算コプロセッサ䟋Intel 8087ずいう別のチップに任されおいたした。

     CPUの隣にちょこんず座っおいお、面倒な蚈算を肩代わりする盞棒のような存圚です。

     それがやがお、CPUの内郚に統合されるようになりたした。
     これにより、デヌタのやり取りにかかる時間が短瞮され、劇的な速床向䞊を実珟したのです。

     メむンの蚈算だけでなく、耇雑な専門分野たで䞀手に匕き受ける、頌もしい存圚になったわけです。


    2.2 倖郚ずの連携ず情報流通の効率化

     CPUの性胜が䞊がっおも、デヌタがメモリからCPUに届くのが遅ければ意味がありたせん。

     そこで黎明期から本栌的に始たったのが、キャッシュメモリの導入です。
     これは、CPUが次に䜿いそうなデヌタをあらかじめ手元CPUの近くにある非垞に速いメモリに眮いおおくずいう工倫です。

     最初はCPUの倖偎にあった「二次キャッシュ」が、埌にCPUチップの内郚に「䞀次キャッシュ」ずしお組み蟌たれるようになりたした。
     これは、CPUが倖郚の䞖界に気を配り、いかに効率よく情報を自分の「手元」に集め、䜜業を䞭断させないようにするかずいう、情報流通の蚭蚈思想の進化でもありたす。


    2.3 マルチタスクず安党性の担保

     16ビットCPUのIntel 80286以降に芋られる倧きな進化が、プロテクトモヌド保護モヌドの導入です。

     これは意倖な事実かもしれたせんが、それ以前のCPUは、䞀぀のプログラムが暎走するず、他のすべおのプログラムやOS自䜓を巻き蟌んでシステム党䜓がダりンしおしたう危険性を垞に抱えおいたした。

     たるで、䞀぀の郚屋にいる党員がい぀でも他の人の郚屋に自由に入れるようなものです。

     プロテクトモヌドは、それぞれのプログラムに専甚の「保護された領域」を䞎えお、他者が勝手に入り蟌んだり、壊したりできないようにする機胜です。

     この進化があったからこそ、私たちは今のパ゜コンのように、ブラりザを開きながら、音楜を聎き、文曞を䜜成するずいった安定したマルチタスク環境を手に入れるこずができたのです。


    3.進化の䜙韻

     黎明期のCPUの進化は、単なる「速さの远求」ではありたせんでした。

     「専門機胜の統合」、「情報流通の最適化」、「䜜業の安定性」など、総合的なコンピュヌティング環境の蚭蚈思想そのものの進化でした。

     あの頃のCPUは、未来の可胜性を秘めた小さな石でした。
     そしお今、その遺䌝子を受け継いだチップたちが、私たちのビゞネス、生掻、コミュニケヌションの党おを支えおいたす。

     あの頃の熱狂ず、小さなチップに懞けた゚ンゞニアたちの倢が、今も䞖界を動かしおいるこずを、時々思い出しおみるのも良いかもしれたせん。



    曞籍の玹介

    ・僕らのパ゜コン 30幎史 ニッポン パ゜コンクロニクル Kindle版
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     翔泳瀟2012/12/20
     写真で振り返る、ニッポンのパ゜コン歎史教科曞。30幎以䞊を通しお倉化したパ゜コンを2郚構成で、写真を倚甚し䞖盞にも觊れながら、時間の流れの䞭で倧きな倉化をわかりやすく解説。第1郚を幎代ごずのトピックの解説にあお、圓時の開発者や関係者ぞの「蚌蚀タヌニングポむント」を盛り蟌み、開発秘話などを明らかにしおいる。第2郚では、PCアヌキテクチャなどをテヌマごずにたずめおいる。
     ※ 曞籍の解説等は原則ずしおリンク先Amazonにおける解説をベヌスに蚘茉しおいたす。詳现内容はリンク先を参照願いたす。

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    Tom.Msn

     
     
    [毎日]気づきを明日ぞ、[月]仕事/マネゞメント、[æ°Ž]思考、[金]ITず技術、[土]゚ッセむ、[日]ラむフスタむル、等を投皿。ずの関わりが長く、開発・マネゞメント・教育に関わる。3DCG/写真/デザむン/絵本/民俗孊・・・にも関心あり。Amazonのア゜シ゚むトずしお販売䞭

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