Snapdragon?SIMフリースマホ購入時必見!CPUの種類について

Snapdragon?SIMフリースマホ購入時必見!CPUの種類について

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CPU、GPU、SoCとか、なにやらややこしいので整理

スマートフォンに搭載されるプロセッサ事情が複雑なので調べてみました。

MVNOの格安SIM登場で自分で中古のスマートフォンを買ったり、ネット通販で新品のSIMフリースマホを買う機会が今後増えそうです。これまでは携帯ショップにいけば、大体の性能が分かるように表記されており、スペック比較で悩む必要がありませんでしたが、自分で買うとなるとスマホの性能を確認する必要があります。

一般的に価格が高い方が高性能なものですが、スマホに関しては市場に出回っている価格が高い方が、必ずしも性能が高いというわけではないことも難しい点です。価格が安い端末の方が高性能ということもよくあります。高い買い物ですので買ってから後悔しないように、自分でもある程度スペック確認が出来るようになりたいところ。

例としてXperia Z3のスペック表の一部を見てみる

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 Xperia Z3
プロセッサ(CPU)2.5 GHz Qualcomm Snapdragon 801
MSM8974AC Octa-core
GPUAdreno330

上記はソニーXperia Z3のスペック表でプロセッサの部分を抜粋しました。スペック表を見て本体サイズやカメラ性能、その他フルセグ有無や防水などはどの程度の性能か大体分かると思います。スペック表で最も分かりにくいのがプロセッサの部分です。そのことはメーカーも承知しているのか、最近ではクアッドコア2.5GHzといった表記のみになっています。

上記のスペック表は公式サイトに載っているものより、もう少し詳細な情報になります。プロセッサはスマートフォンの頭脳となる部分ですので、性能を知る上では重要です。このプロセッサについて少し詳しく確認してみましょう。

CPU、GPU、SoCって何だろう

スマートフォンはいわば手のひらサイズのコンピューターです。コンピューターの頭脳には計算などを行うCPUと、画像・映像や3D描画処理を行うGPUがあります。本来はこんな単純ではなくて、GPUがCPU的処理を行ったりもするのですが、難しくなるのでここでは置いておきましょう。

ひと昔前のコンピューターはすべて、CPUとGPUそれぞれ単独のプロセッサでした。以下の画像のような四角いチップです。

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スマートフォンではCPU、GPUの他にもカメラユニットやマイク、スピーカー、メモリ、通信用モジュール、さらにバッテリーと小さな本体にたくさん詰め込む必要がある為、最新スマホでは多くの機能を一つのプロセッサに統合することが主流になっています。これをSoC(System on a Chip)と呼びます。

2015年1月現在の主要SoCメーカーは?

現在スマホやタブレット向け主要SoCメーカーは、クアルコム、MediaTek、Nvidia、intel、Appleあたりでしょうか。この中でも頭2つぐらいリードしているのがクアルコムです。またAppleはiPhoneやiPadに搭載している自社開発SoCがあるので、チップ製造数でいえばクアルコムよりも多いのではないでしょうか。パソコンでは圧倒的シェアを誇るintelはモバイルでは影を潜めています。

これらのプロセッサーメーカーの特徴として面白いのが、intel以外は自社で製造工場を持っていないことです。ファブレスと呼ばれているこれらメーカーは、SoCチップの設計を行い製造はTSMCやサムスン、グローバルファウンドリーズなどが行います。

CPU構造について

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SoCに統合されている機能の中で、最も重要な部分であるCPUについては現在2つのアーキテクチャ(構造)に分かれます。モバイル向け主要SoCメーカーでintelのみが採用するX86系と、その他のメーカーが採用するARM系です。消費電力が少ない方が有利なモバイルでは、消費電力の少ない組込み機器から始まったARM系が支持されています。

ARM系を扱うメーカーはクアルコム、MediaTek、Nvidia、Appleと複数メーカーがあり、それぞれSoCチップの製品名は違うものの、中身のCPUは同じ設計(構造)のものを独自仕様に作り変えたり、CPUメーカーが設計したコアをそのまま使用しています。

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最新スマホでは意外に重要なGPUについて

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これからはスマートフォンでも3D描画がキレイなリッチゲームが増えてきます。ゲーム以外でもCPUの補助的な役割もこなしますので、最新スマホほどGPUの性能が重要です。しかしGPU性能についてスペック表に記載されていないことが多く、スペック表から性能を知ることは難しいです。とりあえず現状スマホ向けGPUがどのようになっているか確認しましょう。

現在主なものは、NvidiaのGeForceベースのGPU、クアルコムのAdreno、ARMのMali、Imagination TechnolgiesのPowerVRです。ちなみにアップルの最新SoCであるA8チップにはPowerVRが採用されています。

ARM系で統一されているCPUと違い、それぞれ設計思想が異なるため性能の比較が困難です。

上記を踏まえて再度Xperia Z3のスペック表を確認してみましょう

 Xperia Z3
プロセッサ(CPU)2.5 GHz Qualcomm Snapdragon 801
MSM8974AC Octa-core
GPUAdreno330

まずプロセッサ(CPU)の部分について比較時の注意事項

スペック表内プロセッサ(CPU)の内容は4つの部分に分けることが出来ます。

  1. 2.5 GHz
  2. Qualcomm Snapdragon 801
  3. MSM8974AC
  4. Octa-core

2.5GHzはCPUの動作周波数で、1秒間に25億回命令を処理するという意味です。動作周波数が多い方が、より多くの命令を処理できるので高性能といえますが、同じCPU同士でないと比較になりません。たとえば一方は足し算しか処理できないCPU、もう一方は四則演算すべて処理できるCPU、この2つのCPUがともに2.5GHzの場合、四則演算すべて処理できるCPUの方が高性能と言えます。動作周波数で比較するには、まずCPUが同じものか確認します。

CPUを知るにはSoCチップの種類を確認します。Xperia Z3はクアルコムのSnapdragon801を採用しているようです。このことからCPUはARM系のKraitコアです。さらにその後のMSM8974ACはSnapdragonの型番になります。これはSoCチップに搭載するCPUやGPUの周波数の違いにより、いくつかの型番が存在します。

最後のOcta-coreですが、これはCPUコアが8個あるという意味です。通常のMSM8974ACは4コアですが、Octa-coreと記載されることで8コアであることが分かります。

続いてGPU部分について比較時の注意事項

Xperia Z3に採用されるのはクアルコムのAdreno330です。先ほどのSnapdragon801の型番で搭載されるGPUは決まります。先ほどGPUの説明時にも書いたとおり比較することが難しいです。同じSnapdragon同士ならば比較しやすいですが、iPhoneとAndroidスマホや、NvidiaのSoCであるTegraとクアルコムSnapdragon搭載スマホの比較は困難です。

一番簡単なGPU性能比較方法はベンチマークテストです。実際の製品(スマホ)を使って、ある決められた処理を行い、処理速度をスコア化することで性能を推し量ります。ベンチマークテストで重要なことは複数のテスト結果で比較することです。特にGPUメーカー自身が公表しているテスト結果や、性能値(○テラフロップス等)はあまりあてになりませんので注意しましょう。

スマホやタブレットの性能を比較するのは本当に難しい

メインのプロセッサを確認するだけでも大変です。今後格安スマホなどが増えてきて、月額が安いからと2年契約してしまうとスマホの性能が低く、画面がカクカクして使いづらいなどと不満を感じるかもしれません。

スマホを使う上で一通りスペックについて知っておくことは大事だと思います。私もこの記事を書きながら最近の半導体動向について整理できました。

それにしてもスマホ性能の比較は難しいです。iPhoneが人気なのは「とりあえず最新機種を買っとけば間違いない。」という安心感も手伝っているのかもしれません。iPhoneやiPadが高性能な理由はOSとハードウェアを一体で開発していることが大きいです。最近のAndroidスマホは内部メモリを3GB搭載しているものが多いですが、iPhone6は1GBしか搭載していません。それでもAndroidスマホに性能面で劣っているわけではありません。少ないメモリでも安定して高速に動作するよう設計されているのです。OSとハードウェアを別々に開発する、Androidスマホではこういった細かいチューニングは不可能です。本記事タイトルでスペック表で比較すると書きましたが、GPUの項で書いたように、最終的にはベンチマークスコアで比較することが確実です。

スペック表を見て数機種に絞り込んだらベンチマークスコアや、客観的評価を確認して、購入するスマホを選ぶことをおススメします。本記事がスマホ選びの参考になれば幸いです。

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