CPUのビット数と、メモリ(主記憶)のアドレスバスの幅について

CPUのビット数は、レジスタの幅らしいです。
この幅は、メモリ(主記憶)のアドレスバスの幅と
一致するのが一般的でしょうか？

32bitCPUのPCのメモリのアドレスバスの幅は32bit。と
いう具合に。

あまりPCの詳細な作りについては無知な部分があり、
見当違いなことを質問しているようでしたら、
ご指摘下さい。。

No.5 回答者： SPROCKETER 回答日時： 2011/05/01 20:24

　ＣＰＵのビット数がアドレス幅を決めるのではありません。

同じ１６ビットＣＰＵでもｉ８０８６は１ＭＢまで、ＭＣ６８０００は１６ＭＢまでのアドレッシングが可能でした。

　８ビットＣＰＵならば、どれも６４ＫＢまでが有効アドレスですが、命令が多機能に出来ているＭＣ６８０９は他のＣＰＵでは冗長になりがちな処理を短くまとめられるので無駄が少なく、プログラムに必要とされるメモリーの節約と高速化に役立っていました。

　また、８０８６と８０３８６を比べると、同じ１ＭＢしかメモリーを使わなくても、８０３８６の方がレジスタの幅が大きいので３２ビット演算が１命令で出来たり、３２ビット単位でデータ転送するなど、処理の無駄を減らしたり、高速化が可能になっています。

　無駄が減らせるという長所を考慮すると、８ビットＣＰＵはアドレス幅が同じだから皆同じとは言えない面もあるように思います。

　ＣＰＵは必要に応じたメモリーを扱えれば良いわけで、８ビットＣＰＵでもバンク切り替えで１ＭＢまで使えるように設計されたパソコンもありましたし、３２ビットＣＰＵでも初期の３２ビットパソコンは１６～３２ＭＢしか使えない時代もありました。

　６４ビットＣＰＵは６４ビット幅のアドレスだから１６ＰＢまで使えるわけではなく、すでに限界がわかっている集積技術がネックになって、最大でも数テラバイトまでしか使えずに終わりそうです。

No.4 回答者： Tacosan 回答日時： 2008/06/02 20:26

ちょっと調べたら 4004 のネタも出てきた. やるときはやるなぁ, Intel....

4004: データバス/アドレスバスは 4bit. ただし 1word=8bit かつアドレスは 12bit.

No.3 回答者： Tacosan 回答日時： 2008/06/02 18:16

Intel をかばうわけじゃないですが, その表現はちと Intel に厳しすぎのような気もしますよ＞#2. 8bit/16bit の時代から「アーキテクチャをひきずってきた (ひきずらざるをえなかった)」Intel と「8bit→16bit, 32bit→RISC のそれぞれで過去のアーキテクチャを捨て去った」Motorola の違いともいえますので.

でふるい話をいくと Motorola 6809 はデータバス 8bit, アドレスバス 16bit. こいつは A, B の 2個のアキュムレータを持っていて, 連結して D レジスタ (16bit) としても使えます. このシリーズでは「4個の 8bit アキュムレータを連結して 32bit として使えます」とかいう謎の機能を持った CPU もいました.
Intel 8080, Zilog Z80 もバス幅は同じ. こいつらは, 内部的には 4bit ずつ処理をしていたんじゃなかったかなぁ.
Intel の 8086 以降を追うと
8086: データバス 16bit, アドレスバス 20bit (8088 はデータバスが 8bit).
80286: データバス 16bit, アドレスバス 24bit
80386: データバス 32bit, アドレスバス 32bit (80386SX はデータバス 16bit, アドレスバス 24bit)
Pentium: データバス 64bit, アドレスバス 32bit.
PentiumPRO: データバス 64bit, アドレスバス 36bit.
EM64T を持つとアドレスバスが 40bit になります.
だから, Intel の場合 CPU のビット数は「レジスタのビット数」と一致してます. 「バス幅」でみると 8088 とか 80386SX のようなやつらもいるけど.
Motorola の方は
MC68000: #2 にあるようにデータバス 16bit, アドレスバス 24bit (68008 はデータバス 8bit. アドレスバスは 20bit だったような気がする)
68020: データバス 32bit, アドレスバス 32bit.
ついでにいえば, Motorola といえど「8bit レジスタと 16bit レジスタが完全に独立」ということはなくって, 「各レジスタの下位部分が 8bit レジスタとして使える」ということです.

No.2 回答者： bardfish 回答日時： 2008/06/02 07:02

ＣＰＵのバスには「アドレスバス」と「データバス」があります。

ＣＰＵの処理能力を言う場合はデータバス幅を使うのが正当だと思うのですが、インテルでは昔から「数字が多く良さそうな方」を使っていました。つまり、データバスではなくアドレスバスです。対してモトローラではデータバス幅を使用していました。それが理由かどうかは分かりませんが、モトローラのＣＰＵは動作クロックがインテルと比べて遙かに見劣りするのにインテルＣＰＵを搭載したＰＣより処理能力が高かったものです。

モトローラのMC68000はデータバス16bit、アドレスバス24bit。i386はデータバス16bit、アドレスバス32bitだったかな？
※MC68000は16bitCPU、i386は32bitCPUと呼ばれていた。

インテルＣＰＵのレジスタは扱いが一寸特殊で8bitレジスタをペアで使用して16bitレジスタとして扱うこともあります。モトローラでは8bitレジスタと16bitレジスタが完全に独立していたはず。
そういった意味ではインテルのＣＰＵは未だ8bit/16bitからの脱却が完全には出来ていないと思っています。
Pentiumになってからアセンブラを勉強していないのでハッキリ言ってよく分かりません。

No.1 回答者： jjon-com 回答日時： 2008/06/02 00:49

一致しないのが一般的です。

コンピュータの動作原理を説明するためにご質問のような単純なアーキテクチャを想定することはありますけれど（基本情報技術者試験のCASLIIなど）
http://ja.wikipedia.org/wiki/CASL

８bitパソコンなんて昔の時代からCPU内部の処理単位とアドレスバス幅とは一致していません。
http://www.atmarkit.co.jp/icd/root/02/5785802.html
http://www.keyman.or.jp/search/server2/30000858_ …

（それ以前がどうだったかは私よりもっとオジサンが知っているでしょう（＾＾；