ブラウザよりも高速アクセス！コンピュータ・アーキテクチャとマイクロアーキテクチャ間の類似点
コンピュータ・アーキテクチャとマイクロアーキテクチャは（ユニオンペディアに）共通で34ものを持っています: 同時マルチスレッディング、実行ユニット、マルチプロセッシング、ノイマン型、マイクロプログラム方式、マイクロプロセッサ、ハーバード・アーキテクチャ、ハードウェア、ハードウェアマルチスレッディング、バス (コンピュータ)、メモリコントローラ、レイテンシ、レジスタ (コンピュータ)、プロセッサ、ベクトル計算機、分岐予測、命令セット、アドレッシングモード、アウト・オブ・オーダー実行、アセンブリ言語、キャッシュメモリ、スループット、スーパースカラー、CISC、CPU、CPU設計、EPICアーキテクチャ、RISC、SIMD、VLIW、...、投機的実行、機械語、演算装置、浮動小数点数。 インデックスを展開 (4 もっと) »
同時マルチスレッディング
同時マルチスレッディング（どうじマルチスレッディング、Simultaneous Multithreading、SMT）とは、単一CPUにより複数の実行スレッドを同時に実行するプロセッサの機能。.
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実行ユニット
実行ユニット（じっこうゆにっと、Execution unit）とは、コンピュータのプロセッサの構成において、命令を実行する指示を受け、命令を実行するユニットである。。 -->.
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マルチプロセッシング
マルチプロセッシング(multi processing)とは、(本来は)ひとつのプロセスだけではなく複数の並行プロセスを同一システム内で使用することを意味する。 マルチタスクと同様ひとつのCPUを複数のプロセスが共有することも示すが、ひとつのシステム内の複数のCPUが複数のスレッドを動作させることも意味する。マルチプロセッサと言う場合は一般に後者のみを指す。.
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ノイマン型
ノイマン型（-がた、von Neumann architecture）は、コンピュータの基本的な構成法のひとつである。今日では基本的なコンピュータ・アーキテクチャのひとつとされるが、そもそもコンピュータの要件とされることもあり、このあたりの定義は循環的である。 プログラム内蔵方式のディジタルコンピュータで、CPU（中心となるプロセッサ、今日では一つの部品としてまとめて考えることが多いが、オリジナルの報告書では制御装置と演算装置に分けている）とアドレス付けされた記憶装置とそれらをつなぐバスを要素に構成され、命令（プログラム）とデータを区別せず記憶装置に記憶する。 プログラムカウンタを構成要素に含め、またより抽象的なモデルにおける命令スケジューラの実装とみることがある。また、今日では、演算などの命令の実行は演算装置を含む実行ユニットで行われる、というように考えられることもある。 オリジナルの報告書では、入出力について特別に扱っているが、今日の視点からではメモリマップドI/Oを考えれば特に必要ない。また、バスは、報告書では明示的に数え上げてはいないが（言及はある）、今日ではフォン・ノイマン・ボトルネックのように明確に認識される存在である。 ノイマン型の名は、最初にこれを広めたEDVACに関する報告書 w:First Draft of a Report on the EDVAC（1945）の著者がジョン・フォン・ノイマン（ひとり）になっていることに由来する。誰がなんのためにそうしたかについては諸説ある。このアイディア、特にプログラム内蔵方式のアイディアは、ジョン・モークリーとジョン・エッカートによるENIACのプロジェクト中の検討にその芽があった。ノイマンは（理論的な、とされる）助言役として加わり、執筆者はノイマンであった。誰にどのような功績があったかは諸説ある。 この方式について、以後のコンピュータ研究開発に大きな影響を与えた1946年夏のムーアスクールで講義したのは、ノイマンではなくモークリーとエッカートであったし、ノイマン型という用語は不当だとして、使わない者もいる。一方で、EDSACの設計・建造者であるモーリス・ウィルクスは、ENIACが軍事機密の下にあった時に、ノイマンの草稿がその保護に入らず、多くの人がノイマンを発明者だとみなしたことは不公平な結果だったとし、ノイマンの参加以前に本質的な先進があった、としながらも、数値データと命令を同じ記憶装置の中に置くのは不自然である、とか、そのために必要な遅延記憶装置は信頼性に欠ける、といった、新規技術への疑念に対し、物理学者として、また数学者（計算理論）として、ノイマンが計算機の潜在能力を見抜き、信望と影響力を行使したことは重要だった、とも述べている。.
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マイクロプログラム方式
マイクロプログラム方式（マイクロプログラムほうしき、マイクロプログラミング、英：microprogramming）は、プロセッサの制御装置の実装手法のひとつであり、CPU内のマイクロプログラム（マイクロコード）を使用して、複雑な命令を比較的容易に実装する。 利点としては、オペレーティングシステムを含めたソフトウェアから見た場合のハードウェア（命令セットアーキテクチャ、ISA）を、容易に追加・拡張したり、あるいはプロセッサ間で標準化して互換性を高める、更には異なる命令セットのCPUのエミュレートにも応用可能である（仮想化技術のひとつともいえる）。 反面、複雑な命令の増加はパイプラインの効果が薄れる結果ともなりやすい。 一般にROM (Read Only Memory) またはPLA（）、またはそれらを組み合わせたものに格納される。コントロールストアをRAMで構成すると、動的にプログラマブル可能にできるが起動時に読み込みが必要である。ROMにすれば読み込みは必要ないが、動的にプログラム可能という利点がなくなる。 マイクロプログラム方式は、主にCISCのCPUで採用されている。 マイクロプログラム方式に対し、論理ゲートとフリップフロップを配線でつなぎあわせて直接実装する方式はワイヤードロジック（布線論理)と呼ばれる。RISCは原則としてはワイヤードロジックで構築される。 マイクロプロセッサやマイクロコンピュータやマイクロコントローラの「マイクロ」とは、どちらも英語の小さいという意味であるという以外に関連はない。 IBMなどのベンダーではマイクロコードという語を「ファームウェア」の同義として使うことがあり、周辺機器に格納されるマイクロプログラムも機械語プログラムもまとめてマイクロコードと呼ぶことがある。.
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マイクロプロセッサ
マイクロプロセッサ（Microprocessor）とは、コンピュータなどに搭載される、プロセッサを集積回路で実装したものである。 マイクロプロセッサは小型・低価格で大量生産が容易であり、コンピュータのCPUの他、ビデオカード上のGPUなどにも使われている。また用途により入出力などの周辺回路やメモリを内蔵するものもあり、一つのLSIでコンピュータシステムとして動作するものを特にワンチップマイコンと呼ぶ。マイクロプロセッサは一つのLSIチップで機能を完結したものが多いが、複数のLSIから構成されるものもある（チップセットもしくはビットスライスを参照）。 「CPU」、「プロセッサ」、「マイクロプロセッサ」、「MPU」は、ほぼ同義語として使われる場合も多い。本来は「プロセッサ」は処理装置の総称、「CPU」はシステム上で中心的なプロセッサ、「マイクロプロセッサ」および「MPU（Micro-processing unit）」はマイクロチップに実装されたプロセッサである。本項では、主にCPU用のマイクロプロセッサについて述べる。 当初のコンピュータにおいて、CPUは真空管やトランジスタなどの単独素子を大量に使用して構成されたり、集積回路が開発されてからも、たくさんの集積回路の組み合わせとして構成されてきた。製造技術の発達、設計ルールの微細化が進むにつれてチップ上に集積できる素子の数が増え、一つの大規模集積回路にCPU機能を納めることが出来るようになった。汎用のマイクロプロセッサとして最初のものは、1971年にインテルが開発したIntel 4004である。このマイクロプロセッサは当初電卓用に開発された、性能が非常に限られたものであったが、生産や利用が大幅に容易となったため大量に使われるようになり、その後に性能は著しく向上し、価格も低下していった。この過程でパーソナルコンピュータやRISCプロセッサも誕生した。ムーアの法則に従い、集積される素子数は増加し続けている。現在ではマイクロプロセッサは、大きなメインフレームから小さな携帯電話や家電まで、さまざまなコンピュータや情報機器に搭載されている。.
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ハーバード・アーキテクチャ
ハーバード・アーキテクチャの図 ハーバード・アーキテクチャとは、命令用とデータ用に物理的に分割された記憶装置と信号通路を持ち、命令用とデータ用で主記憶のアドレス空間が分かれているコンピュータ・アーキテクチャのことで、ノイマン型アーキテクチャと対比される。.
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ハードウェア
ハードウェア (hardware) とは、システムの物理的な構成要素を指す一般用語である。日本語では機械、装置、設備のことを指す。ソフトウェアとの対比語であり、単に「ハード」とも呼ばれる。.
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ハードウェアマルチスレッディング
ハードウェアマルチスレッディング(Hardware multithreading）は、プロセッサのマイクロアーキテクチャにおいて複数のスレッドの実行をハードウェアで提供することである。.
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バス (コンピュータ)
バス とは、コンピュータの内外、各回路がデータを交換するための共通の経路を指すコンピュータ用語である。.
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メモリコントローラ
メモリコントローラ (Memory controller) とは、コンピュータシステム上でRAM（半導体メモリ）の、データの読み出し、書き出し、DRAMのリフレッシュなど、メインメモリのインタフェースを統括するLSI、または機能のこと。 それまでのメインメモリはCPUにフロントサイドバスを介して直接接続されていたが、次第に必要とされるメモリが増大し、Double-Data-Rateなどの特殊な制御を必要とするものも多くなってきたため、CPUとメモリのあいだを仲立ちするLSIに移行した。 パソコンなどのコンピュータシステムでは、この機能はチップセットに統合されているが、Athlon 64は高速化のためにメモリコントローラを内蔵している。インテルCore iシリーズの途中から、時代の進歩や機能の洗練のために再び高機能化したCPUに統合される流れになっている。 Category:CPU.
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レイテンシ
レイテンシ、潜伏時間、潜時、待ち時間、反応時間（latency）とは、デバイスに対してデータ転送などを要求してから、その結果が返送されるまでの不顕性の高い遅延時間のこと。レイテンシー、レーテンシーとも表記される。.
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レジスタ (コンピュータ)
レジスタ（register）はコンピュータのプロセッサなどが内蔵する記憶回路で、制御装置や演算装置や実行ユニットに直結した、操作に要する速度が最速の、比較的少量のものを指す。.
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プロセッサ
プロセッサ 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あり、演算装置、命令や情報を格納するレジスタ、周辺回路などから構成される。内蔵されるある程度の規模の記憶装置までを含めることもある。プロセッサー、プロセサ、プロセッシングユニット、処理装置（しょりそうち）ともいう。「プロセッサ」は処理装置の総称で、システムの中心的な処理を担うものを「CPU（）」（この呼称はマイクロプロセッサより古くからある）、集積回路に実装したものをマイクロプロセッサ、またメーカーによっては（モトローラなど）「MPU（）」と呼んでいる。 プロセッサの構成要素の分類として、比較的古い分類としては、演算装置と制御装置に分けることがある。また、理論的な議論では、厳密には記憶装置であるレジスタすなわち論理回路の用語で言うところの順序回路の部分を除いた、組み合わせ論理の部分のみを指すことがある（状態機械モデルと相性が悪い）。の分類としては、実行すべき命令を決め、全体を制御するユニットと、命令を実行する実行ユニットとに分けることがある。.
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ベクトル計算機
ベクトル計算機 (ベクトルけいさんき) は、ベクトル演算（SIMDを参照）を行えるコンピュータのこと。特に（狭義では）ベクトル演算のための高性能でパイプライン化された実行ユニットを持ち、その演算能力を可能な限り発揮できるように全てが設計されたアーキテクチャを持つスーパーコンピュータを指す。広義にはSIMDによる、ベクトルを対象とした並列演算も指す。以下、主に狭義の、すなわちパイプラインによるベクトル計算機について述べる。 ベクトル計算機のプロセッサを ベクトルプロセッサ (Vector Processor) または アレイプロセッサ (Array Processor) と呼ぶ。ベクトルプロセッサは数値演算を複数のデータに対してパイプラインにより次々と実行できる。ベクトルプロセッサは科学技術計算分野でよく使われ、特に1980年代から1990年代にかけてのスーパーコンピュータでは一般的であった。、ベクトルプロセッサを名乗るプロセッサは少ないが（特にスーパコンピュータでは、パイプライン形のベクトルプロセッサはSXシリーズを残すのみである）、SIMDと呼ばれる並列ベクトル演算を行う機能を備えたマイクロプロセッサは多い。グラフィックスやマルチメディアのため、とメーカーはうたっており、実際そのように使われていることは多いが、研究発表などとしては科学技術計算への利用やコンパイラ最適化による利用なども見られる。200x年代後半頃から、GPUによる汎目的計算 (GPGPU) が行われるようになってきている。.
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分岐予測
ンピュータ・アーキテクチャにおける分岐予測（ぶんきよそく、Branch Prediction、ブランチプレディクション）とは、プログラム実行の流れの中で条件分岐命令が分岐するかしないかを予測することにより、命令パイプラインの効果を可能な限り維持し、性能を高めるためのCPU内の機能である。.
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命令セット
命令セット（めいれいせっと、instruction set）は、コンピュータのハードウェアに対して命令を伝えるための言葉の語彙。.
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アドレッシングモード
アドレッシングモード(Addressing Mode)は、CPUの命令セットアーキテクチャ(ISA)の一部を構成する。プロセッサの命令には操作対象をオペランドで指定するものがあり、その指定方法の詳細がアドレッシングモードと呼ばれるものである。したがって、広義のアドレッシングモードにはレジスタを指定する場合も、値が命令のオペランドとして直接与えられている場合も含まれるが、狭義のアドレッシングモードはオペランドとして使用すべきメモリ領域を指定するものとみなされる。 プログラミングの観点から言えば、アドレッシングモードが重視されるのはコンパイラ開発やアセンブリ言語でプログラミングする場合である。.
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アウト・オブ・オーダー実行
アウト・オブ・オーダー実行（-じっこう、out-of-order execution）とは、高性能プロセッサにおいてクロックあたりの命令実行数（IPC値）を増やし性能を上げるための手法の1つで、機械語プログラム中の命令の並び順に依らず、データなどの依存関係から見て処理可能な命令について逐次開始・実行・完了させるものである。頭文字で'OoO'あるいは'O-o-O'とも書かれる。「順序を守らない実行」の意である。 プロセッサの設計と実装において、命令レベルの並列性（Instruction-level parallelism; ILP）を高めることは1つの目標でありスーパースケーラにより1サイクルあたり2命令を越えることが可能になったが、フォンノイマンアーキテクチャの前提である逐次実行が、並列化を施す上での障壁となる。アウト・オブ・オーダー実行（以下、OoO）は、結果（意味）に影響を与えないことを保証しながら可能な限り順序に従わずどんどん実行することにより、複数命令の同時実行の可能性を広げる最適化手法の1つである。 アウト・オブ・オーダー実行に対して、順序通り実行することを、イン・オーダー実行と言う。.
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アセンブリ言語
モトローラ MC6800 のアセンブリ言語のソースコード アセンブリ言語（アセンブリげんご、英: assembly language）とは、コンピュータ、マイクロコントローラ、その他のプログラム可能な機器を動作させるための機械語を人間にわかりやすい形で記述する、代表的な低水準言語である。なお、英語の assembly とは「組立」という意味である。.
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キャッシュメモリ
ャッシュメモリ は、CPUなど処理装置がデータや命令などの情報を取得/更新する際に主記憶装置やバスなどの遅延／低帯域を隠蔽し、処理装置と記憶装置の性能差を埋めるために用いる高速小容量メモリのことである。略してキャッシュとも呼ぶ。コンピュータは以前から記憶装置や伝送路の性能が処理装置の性能に追いつけず、この差が全体性能に対するボトルネックとされてきた（ノイマンズ・ボトルネック）。そしてムーアの法則に基づく処理装置の加速度的な高性能化により現在ではますますこの差が拡大されている。キャッシュメモリは、記憶階層の観点からこれを解消しようとするものである。 主に、主記憶装置とCPUなど処理装置との間に構成される。この場合、処理装置がアクセスしたいデータやそのアドレス、状態、設定など属性情報をコピーし保持することで、本来アクセスすべき記憶装置に代わってデータを入出力する。通常はキャッシュメモリが自動的にデータ保存や主記憶装置の代替を行うため、基本的にCPUのプログラムなど処理装置側がキャッシュメモリを意識する必要はない。 キャッシュの一般的な概念はキャッシュ (コンピュータシステム)を参照のこと。.
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スループット
ループット（）は、一般に単位時間当たりの処理能力のこと。特に.
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スーパースカラー
パイプライン概念図 Alpha プロセッサを搭載 スーパースカラー(superscalar，スーパースケーラ)とは、プロセッサのマイクロアーキテクチャにおける用語で、複数の命令を同時にフェッチし、複数の同種のあるいは異種の実行ユニットを並列に動作させ、プログラムの持つ命令レベルの並列性を利用して性能の向上を図るアーキテクチャである。.
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CISC
CISC（しすく、Complex Instruction Set Computer）は、コンピュータの命令セットアーキテクチャ(ISA)の設計の方向性の一つである。単純な命令を指向したRISCが考案されたときに、対比して（レトロニム）従来のISAは複雑であるとして、"Complex" の語を用いた "CISC" と呼ばれる様になった。典型的なCISCのISAはしばしば、単一の命令で複数の処理を行う、可変長命令である、直交性がある、演算命令のオペランドにメモリを指定できる、などで特徴づけられる。 CISCを採用したプロセッサ(CPU)をCISCプロセッサと呼ぶ。CISCプロセッサに分類されるプロセッサとしては、マイクロプログラム方式を採用したSystem/360、PDP-11、VAXなどや、マイクロプロセッサの680x0、x86などがある。.
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CPU
Intel Core 2 Duo E6600) CPU（シーピーユー、Central Processing Unit）、中央処理装置（ちゅうおうしょりそうち）は、コンピュータにおける中心的な処理装置（プロセッサ）。 「CPU」と「プロセッサ」と「マイクロプロセッサ」という語は、ほぼ同義語として使われる場合も多いが、厳密には以下に述べるように若干の範囲の違いがある。大規模集積回路（LSI）の発達により1個ないしごく少数のチップに全機能が集積されたマイクロプロセッサが誕生する以前は、多数の（小規模）集積回路（さらにそれ以前はディスクリート）から成る巨大な電子回路がプロセッサであり、CPUであった。大型汎用機を指す「メインフレーム」という語は、もともとは多数の架（フレーム）から成る大型汎用機システムにおいてCPUの収まる主要部（メイン）、という所から来ている。また、パーソナルコンピュータ全体をシステムとして見た時、例えば電源部が制御用に内蔵するワンチップマイコン（マイクロコントローラ）は、システム全体として見た場合には「CPU」ではない。.
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CPU設計
CPU設計の記事では、コンピュータのプロセッサの設計（デザイン）について解説する。.
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EPICアーキテクチャ
EPICアーキテクチャ（Explicitly Parallel Instruction Computing Architecture、えぴっくあーきてくちゃ)は、VLIWをベースに改良を施したアーキテクチャで、インテルおよびヒューレット・パッカードが、IA-64（Itanium）で開発・採用した。.
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RISC
RISC（りすく、Reduced Instruction Set Computer、縮小命令セットコンピュータ）は、コンピュータの命令セットアーキテクチャ(ISA)の設計手法の一つで、命令の種類を減らし、回路を単純化して演算速度の向上を図るものである。なお、RISCが提唱されたときに、従来の設計手法に基づくアーキテクチャは対義語としてCISCと呼ばれるようになった。 RISCを採用したプロセッサ (CPU) をRISCプロセッサと呼ぶ。RISCプロセッサの例として、ARM、MIPS、POWER、SPARCなどが知られる。.
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SIMD
SIMDの概念図PU.
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VLIW
VLIWとはVery Long Instruction Word(超長命令語)の略で、プロセッサの命令セットアーキテクチャ（ISA）の一種類である。 VLIWプロセッサは、その実行ユニットが並列的に一度に実行できる、ロード・ストア・演算・分岐などの命令の複数個から成る、かなり長い命令語によってー単位の命令が構成されており、それをそのまま実行ユニットに投入する（各命令をatom、まとまったものをmoleculeなどと呼ぶこともある）。実行に複数クロック掛かるような命令もあるかもしれないが、そういったものも含めて、タイミング的に全て差し支えなく実行できるようにVLIWの機械語プログラムは書かれていなければならず、依存や順序を解決するような機構をハードウェアでは持たない。一般に、そのようなコードを生成するのはコンパイラの仕事となる。また、どうしても埋められないスロットはNOP(No Operation・何もしない）で埋め、命令語の長さは常に固定長となる。一般にVLIWプロセッサ自身はRISCのコンセプトをより押し進めたような設計であるが、以上のような「複数の機能が詰め込まれた長い固定長の命令」はマイクロプログラム方式における、いわゆる水平型マイクロプログラムを直接外に出したようなもの、といったような感じに近い。なお、「超長命令」の由来は命令語が最低でも（たとえば）128ビットといったように長いものであることからである。 スーパースカラやアウトオブオーダーなどと異なり、命令列はフェッチされたそのまま実行ユニットに投入され、投入された後も並列性の分析などといった必要がない為、ハードウェアコストの低下や動作の高速化が期待される。反面、VLIWの性能を引き出すにはコンパイラが重要である。その意味でRISCよりもさらにソフトウェアに依存する側に寄ったアーキテクチャといえる。 命令セットアーキテクチャではなく、マイクロアーキテクチャを指してVLIWの語が使われることもある。 VLIWの採用例として、サーバ向けとして商品化されたマイクロプロセッサとしては、インテルがHPと開発したIA-64（Itanium）のEPICアーキテクチャがあるが（EPICは修正VLIWアーキテクチャである、などとされることもある）、IA-64については（当初もくろんだようにx86の代替としては）普及はしていない。後述するが、組込み用プロセッサではVLIW風の設計の、複数メーカの複数の製品ファミリが継続している。.
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投機的実行
投機的実行（とうきてきじっこう、）とは、コンピュータに必要としないかもしれない仕事をさせることである。この性能最適化技法は、パイプライン化されたプロセッサなどのシステムで使われている Butler Lampson Microsoft Research OPODIS, Bordeaux, France 12 December 2006。.
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機械語
機械語（きかいご）またはマシン語（Machine code、machine language）とは、コンピュータのプロセッサが直接解釈実行可能な一連の命令群のデータそのもの（を、コンピュータ・プログラミング言語とみなしたもの）である。.
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演算装置
演算装置（えんざんそうち）は、コンピュータ（プロセッサ）の構成要素のひとつで、論理演算や四則演算などの演算をおこなう装置である。.
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浮動小数点数
浮動小数点数（ふどうしょうすうてんすう、英: floating point number）は、浮動小数点方式による数のことで、もっぱらコンピュータの数値表現において、それぞれ固定長の仮数部と指数部を持つ、数値の表現法により表現された数である。.
上記のリストは以下の質問に答えます
- 何コンピュータ・アーキテクチャとマイクロアーキテクチャことは共通しています
- 何がコンピュータ・アーキテクチャとマイクロアーキテクチャ間の類似点があります
コンピュータ・アーキテクチャとマイクロアーキテクチャの間の比較
マイクロアーキテクチャが87を有しているコンピュータ・アーキテクチャは、85の関係を有しています。 彼らは一般的な34で持っているように、ジャカード指数は19.77%です = 34 / (85 + 87)。
参考文献
この記事では、コンピュータ・アーキテクチャとマイクロアーキテクチャとの関係を示しています。情報が抽出された各記事にアクセスするには、次のURLをご覧ください:
