CPU (Central Processing Unit)
解説
CPU(中央演算処理装置)は、パソコンやスマートフォンの「頭脳」にあたるパーツで、OSの起動からアプリの実行まで、あらゆる処理をこなす汎用的な計算装置です。
「数人の天才数学者」
CPUの性格を理解するには、GPU(画像処理装置)と比較するのが一番です。
CPUは、例えるなら「数人の天才数学者(少数精鋭)」です。
- 得意: 難しい論理パズルや、複雑な指示(OSの制御、複雑な条件分岐)を、1つずつ順番に超高速で解くこと(シリアル処理)。
- 苦手: 「1+1」のような単純な計算を、同時に10万回やれと言われること。天才とはいえ、数人しかいないため手が回りません。
AI学習での立ち位置
ディープラーニングの学習計算は、実は「単純な掛け算と足し算(行列演算)」の超大量セットです。
そのため、少数精鋭のCPUにやらせると、能力を持て余したまま人手不足でパンクしてしまいます。ここで活躍するのが、単純計算が得意な作業員を数千人も抱えるGPUです。
現在のAI開発では、「CPUが現場監督(データの読み込み・前処理・指示出し)」を行い、「GPUが作業員(実際の学習計算)」を行うという役割分担が一般的です。
G検定対策
出題ポイント
- 構造:少数の「非常に高性能なコア」を持ち、複雑な命令処理に最適化されている。
- 処理方式:命令を一つずつ高速に処理する「シリアル処理(直列処理)」が得意。
- AIでの役割:計算のメイン担当(学習)はGPUに譲るが、データの前処理やシステム制御など、司令塔としての役割を担う。
よくあるひっかけ問題
- × ディープラーニングの学習には、GPUよりもCPUの方が適している
(解説)逆です。学習に必要な大量の行列演算(並列処理)は、CPUよりもGPUの方が圧倒的に得意です。
