エンジニア志望必見！ロボットの頭脳部分「CPU」について説明します

こんにちは！PLEN Roboticsのマーケティング担当の秋山です。

今回はPLEN Cubeの頭脳部分を担っているCPUについて説明していきたいと思います。これを読めばロボットがもっと身近に感じられるかも…!?

そもそもコンピューターってどういう構成なの？

いきなり本題に入る前に、まずハードウェア全体のお話から進めていきましょう。
PLEN Cubeのハードウェアの構成はパソコンと同じであり、「演算装置」、「制御装置」、「記憶装置」、「入力装置」、「出力装置」の５つの部分から構成されます。

そしてCPUはPLEN Cubeの頭脳部分であり、プログラミングを解釈、実行する演算と制御を担当しているんです！

他の装置は...

記憶装置→データやプログラムの保存・記憶

入力装置→機器本体にデータや情報、指示などを与える

出力装置→スピーカーやLEDライトのように、実行中のプログラムからデータを受け取って、私たちが認識できる形で外部に物理的に提示する

そしてこの入力装置と出力装置を合わせて「I/O」と呼ばれます。

入力から出力までどう行われるの？

例えば「写真を撮って！」と入力装置に声をかけると、情報はCPUからメモリに記録され、メモリ内に格納されているプログラムファイルを読み込みます。

プログラムファイルの命令は解読されると制御情報となります。CPU内の演算ユニットは対象となるデータをレジスタに格納し、制御情報の指示に基づき演算を行います。

＊レジスタとは、マイクロプロセッサ（MPU/CPU）の中にある、演算や実行状態の保持に用いる記憶素子のこと。

その結果、出力装置であるカメラにシャッターを押すよう命令されます。

CPUを選ぶとき、どこに気をつければいいの？

ズバリ、「クロック周波数」と「コア数」です。一つずつ説明していきましょう！
まずCPUはコア、一次キャッシュ、二次キャッシュで構成されています。

CPUの能力はクロック周波数で見ることができます。クロック周波数とは、CPUが処理を行うときの信号の速さのことで、Hz（ヘルツ）という単位で表示されます。

この数値が高いと同じ時間内に多くの処理をすることができます。

次に「コア数」について。
複数のコアがあると、複数の処理を並行して行うことができます。コアが１つのものはシングルコア、２つのものはデュアルコア、４つのものはクアッドコアと呼ばれます。

１つのコアをOS側から複数コアに見せて、処理速度を向上させる技術もあります。これをスレッドと言います。

クロック周波数は高ければいいってわけじゃない⁉

はい、そうとも限らないんです。

例えばPLEN Cubeで最初に採用したインテル社のJouleのクロックは1.5GHz。現在使用しているCPUは800MHzです。
なぜかと言うとクロック周波数が高いと仕事はたくさんしてくれますが、その分「熱」が出てしまうんです。内部の温度が高くなるとCPUは壊れるのを防ぐため、パワーダウンして動かなくなってしまいます…。

PLEN Cubeはこの熱の処理でとっても苦労しました。

そのためクロック周波数は高ければいいというものではなく、実際に使う機能とバランスをとる必要がある、ということです！！

以上今回はCPUのことについて詳しく説明していきました。皆さん、理解できたかな…!?もしよくわからないことがあればコメントもぜひお待ちしております。

今回の記事を動画で説明しているのがこちらになります↓

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ではまた次回お会いしましょう！
See ya!