プロセッサ
プロセッサとは
プロセッサ (processor) は、コンピュータシステムの中で、ソフトウェアプログラムに記述された命令セット(データの転送、計算、加工、制御、管理など)を実行する(=プロセス)ためのハードウェアです(Wikipedia:プロセッサ)
システムLSI、ASIC、汎用ロジックIC、FPGA、GPUもプロセッサです。
システムLSI、SoC
システムLSIは、CPU以外にメモリや周辺回路を1つのチップに集積した半導体チップで、大量生産される特定の用途の製品に使われます。SoC(System on a Chip)とも呼ばれます。低消費電力、部品点数の削減、多機能化が可能ですが一方で1チップのコストが高くなるため少量生産品には不向きです。
iPhoneやAndroidスマホのアプリケーションプロセッサもSoCの一種で、CPUやGPUなどが1チップになっています。
エッジコンピューティング、エッジAI、シングルボードコンピュータ
現場で収集した大量のデータをすべてクラウドにアップロードして、クラウドAIで処理すると、現場にデータを返すまでの遅延が発生してしまいます。
エッジコンピューティングはそうした遅延をなくすことを目的とする考え方で、低消費電力で高性能なASICやGPUなどのプロセッサが必要とされます。シングルボードコンピューターとして広く知られるRasberry Piも安価なエッジAIといえます。
NVIDIA – Jetson TX1, TX2
Intel – Movidius Neural Compute Stick
Rasberry Pi Foundation – Rasberry Pi3, Zero W
FPGA
FPGAはField Programmable Gate Arrayの略で、現場でプログラム可能なプロセッサです。ASICのように個別設計が不要となることにより汎用性の高いデバイスです。微細化の進展によって、省電力化が進むにつれ市場が拡大。2020年には1兆円に迫る勢いです。
ザイリンクスとアルテラがFPGA市場を2分しています。アルテラはインテルに買収されています。
大阪大学は、JSTのCRESTプロジェクトで、抵抗変化型不揮発性デバイスを利用した「ビアスイッチ」と呼ばれるFPGAの開発に成功。チップ面積を1/10にできる画期的な技術です。