CPU処理能力の今後

数年前は2010年にはCPUは10Ghzに達すると言われていました。その後クロック周波数が頭打ちとなり、これからはマルチCPUの時代と言われるようになり、今後は2，4，8，、、と高速化が図られ数年後には32コアになると言われていましたが、コアの増大による高速化もすでに無理が出てきていると聞きます。

今後のCPU処理能力の向上は期待できないのでしょうか？それとも何らかの実用段階に入っている新しい技術などがあるのでしょうか？
私は3D制作関係でいくらでも高処理能力がほしい状態です。CPU関係、コンピューター関係にお詳しい方、ご回答をいただけたらと思います。
よろしくお願いします。

No.3 ベストアンサー 回答者： trajaa 回答日時： 2012/02/18 17:32

現状のマルチコアは、ホモジニアス(同じ機能のコアの整数倍)のマルチコアで

コアを増やしてもそのコアへ充分な命令を供給できないという問題と、それだけのコアが要求するメモリースループットを確保できないという二つの面で頭打ちの傾向にある。

だから、コア間で共有するキャッシュのサイズを増大させたり、僅かながらも駆動周波数を上げたり、実働コア数の変化に応じて周波数をブーストするなど、様々なテクニックで性能向上をアピールしているのが実情。

で、各社とも力を注いでいるのが、ホモジニアスではなくヘテロジニアスなマルチコア。
コレは、つまり論理的な処理を得意とする(旧来のＣＰＵ的)チップや単純処理の繰り返しを得意とする(旧来のＧＰＵ的)チップ等を、混載する方式。

ソニーのＰＳ３の『Cell Broadband Engine』なんかが、嚆矢と言うべきだろうか？

その方式でこの先数年～は進むだろう。
その先は・・・・
微細化の壁、電力効率の壁・・・壁だらけで、先が見えない。
コンセプトはあっても、実用化出来るのか？

アテずっぽで言えば、一つに集約したチップの高速化を競うのではなく、ＯＳ(タスクを如何にマルチなチップに振り分けて効率的に実行する)の能力も含めた、総合的な観点で競うようになるのではないか？

No.8 回答者： okbakasine 回答日時： 2012/02/24 01:27

現在の半導体のウェーハに利用されているのはシリコンですが

このシリコンによる微細化が数年後には頭打ちと言われている。
で現在シリコンウェーハの代わりとなる新しい素材が研究されている。
それで有力候補とされているのがカーボンナノチューブ。

IBMが少し前にカーボンナノチューブによって9nm(シリコントランジスタの限界が10nmと言われている。)
のカーボンナノチューブトランジスタが作れたと発表がありました。
ただしカーボンナノチューブによるトランジスタの開発はまだ技術的に乗り越えないと行けない課題がたくさんあってすぐに実用化出来るわけではない状態。

微細化がすすむことによって同じサイズ内により多くのトランジスタを設置することが出来るようになります。

No.7 回答者： Microstar 回答日時： 2012/02/19 18:33

インテルのＣＰＵを取上げて、私なりに回答します。

（携帯電話はＡＲＭ系ＣＰＵが中心ですので、ここでは取上げません）
ＣＰＵの高速化は他の回答者の指摘のように、熱問題でこれ以上高速化できない状態になっています。

インテルの発表したＣＰＵのロードマップを見て次のように予想しています。
つまり、高速処理面で足を引張っている部分をなくしていくことです。
(1)周辺ＩＣ（含：グラフィック機能など）をＣＰＵに統合化して、高速化を図る。
　（外へ出すと、基板の関係でクロックをＣＰＵに同期しづらい）
(2)グラフィック用ＣＰＵでハードウェア処理を行う。
　（例：モニタ出力信号のシリアル化）
　　モニタ側にグラフィックボードを搭載してもおかしくない時期が来ている。
(3)ＨＤＤのフラッシュメモリ化
(4)キャッシュメモリの拡張
(5)周辺機器への光ケーブル化
(6)ＯＳ側の処理方法の見直し（無駄な処理はないかの意味で）
など、当面はＣＰＵの周りにある周辺機器を高速化対応することで、パソコンを高速化していくのではないかと予想しています。

それ以上早いのがほしいとすれば、スーパーコンピュータ「京」をWindows化にするしかないですね。
冗談ですが。

No.6 回答者： ttnnkkyy 回答日時： 2012/02/18 22:35

最大の問題はソフトウェアです。

3つの壁を越える目処が立たないため、シングルスレッド性能は上がらなくなっています。
そこで、Bulldozerのような効率化や、比較的安易なマルチコアやヘテロジニアス化に逃げるのが、近年のハードウェア側の流行です。
特に後者によって額面上の処理能力は向上しますが、そんな複雑怪奇なプロセッサはプログラムから見ると使い辛くて仕方がないんです。
というか、単純なマルチコアですら面倒が多すぎてまだまだ用途が限定的なのが現状です。
その困難性を如何に隠蔽し抽象化するか、プログラミングの難易度を下げることこそが一番の要点になります。

ちなみに、Cellが全然売れなくてボロクソに言われたのも、4コア以上のPC用CPUが売れないのも、結局はソフトウェアの開発難が原因です。
そんな都合の良いソフトウェア開発は今も目処は立たないままですが、ハードが限界ならソフトで対応するしかありません。


>>コアの増大による高速化
最初から消去法でやむなく選んだ方向性です。
No.5の「技術革新で壁を乗り越えてきた」なんて事は現実には出来なかったんです。
壁を乗り越えるのは諦めて、壁の前までの範囲でなんとかするしかなかったのです。
コアを増やしても駄目なのは最初から判っていましたが、他に手もないのでなんとか頑張ったんです。
彼方此方で玉砕しましたけど。今もまだ目処が付いていませんけど。仕方ないんです。
応援してあげてください。

No.5 回答者： cubetaro 回答日時： 2012/02/18 21:33

　単純に需要がないだけだと思います。

　数年前までのマシンは明らかにパフォーマンスに問題がありましたが、現在のＰＣは普通に使う分には十分な性能です。

　それよりも、スマホなどの小型デバイスへの需要が増えてきたので、省エネや省電力の方向で開発が進んでいるのかと。

　３Ｄの場合は主にレンダリングにパワーが必要で、単純にＰＣの台数を増やせば良いだけなので、小型で安いＰＣが出てくれば＝パフォーマンスの向上になるかと。

　ただ、いつのまにかクアッドコアが標準になってきてますし、ビデオカードの処理能力も上がっています。これからも（何らかの形で）処理能力はどんどん上げていくとは思います。
　（毎回、これ以上無理とか言いながら、技術革新で壁を乗り越えてきたので）

No.4 回答者： noname#153390 回答日時： 2012/02/18 18:23

CPUの進化は熱による壁が大きくある程度までしか高速化できないと言われていますので、

GPGPUが重要になってくるでしょう。高速なグラフィックボードを多数搭載してすでに利用しているところもあるようです。

性能という意味では、量子コンピュータが期待されていますが、いくつかの実験は成功しているもののまだまだ先の話になりそうです。
最新情報はこのあたり http://p.tl/fMvz
実現すれば一気に早くなるようですけどね。

No.2 回答者： noname#150436 回答日時： 2012/02/18 17:22

実際どうなるかはわかりませんが、コアよりさらに深い部分

つまり各コアの計算処理方法自体が分散処理するとかと専門家に以前聞いたことがあります。
つまりコアが同時に複数の作業を処理するようにコア内でもさらに分散化処理が行われると言う事らしいです。

No.1 回答者： Eureka_ 回答日時： 2012/02/18 17:14

次はグラフィックチップ(GPU)と統合して処理の内容に応じて使い分けるようになるという話がされてますね。

単純処理の並列繰り返しには従来CPUと次元の違う処理能力を有するGPUを使う、事務処理など従来型でやっていける処理は従来同様にする。これで動画製作や3DCGの現場においての処理能力が数倍になるとかなんとか。

まあCPUメーカーはあくまでバラ色の未来しか謳わないものですけども(＾＾；