【半導体】マイコンって何?擬人化してみたら世界一わかりやすい解説になった

中国の技術系ニュースで「半導体」関連のニュースを目にしない日はないぐらい、国として今最も力を入れている分野です。

技術発展によって市場が拡大するということは、翻訳案件の数も増えるということです。

とはいえ、「はんどうたい」と聞いただけでも頭が痛くなる人も多いのではないでしょうか?何を隠そう、私がそうでしたから(笑)

半導体関連の情報サイトでよく出てくる「マイコン」という言葉。

「マイコン」は、様々な電子機器の制御を行っています。私が最もお世話になっているのは、毎日使っているノートパソコン。

マイコンの中にはCPUやメモリが配置されています。

「その言葉、PC買うときに聞いたことある!でも何かわからない!」

今日はそんな方のために、このマイコンを世界一わかりやすくお伝えしたいと思います。

マイコンとは?

マイコン:
マイクロコントローラ(microcontroller)は、コンピュータシステムをひとつの集積回路に組み込んだものである。

Wikipedia

マイコンとは、CPUやメモリなどを配置した、半導体チップです。電子機器を制御するのに欠かせない中枢機能です。

わかりやすい言葉で言うと、マイコンとは、様々なタイプのデータを瞬時に処理できる「ちっちゃな天才ロボット」なのです。

PCを購入するときに「メモリは大きいほうがいいよ」なんて聞いたことはありませんか?

でも結局メモリって何?メモリーカードのメモリ?

CPUって何?

イメージがわきにくいですよね。

そこで、よく目にするこんな図や、

こんな図を、

もっとわかりやすい絵にしました。

それがこちら:『スーパー料理ロボット マイコンくん』です。

様々なデータを処理するのが仕事であるマイコン、それを「様々な料理を作ることが仕事であるマイコンくんロボット」に置き換えて考えるととってもわかりやすいです。

では、見ていきましょう。

スーパー料理ロボット マイコンくん

スーパー料理ロボットのマイコンくんは、たくさんのタイプが売られています。

タイプによって性能が異なるので、値段も変わってきます。

その「性能」のポイントとなるのが、こちら:

  • 頭の賢さ
  • 持っているまな板の大きさ
  • リュックサックの大きさ
  • 目や耳の質

です。

頭の賢さ=CPU

頭の賢さは最も重要です。これから説明する他の部分の性能がいくらよくても、自分の頭で考えて的確な行動を起こせないとなると、いくらハイスペックでも宝の持ち腐れになってしまいます。

この、一番大事な頭の良さをつかさどるのは「脳」になります。

脳のしわの数が多いタイプ→頭がよいのでお値段高め
脳のしわの数が標準的なタイプ→お値段も普通
脳のしわの数が少ないタイプ→お値段安め

現実の世界では、

脳=CPU

になります。

「脳」にあたるCPUのメーカーはintelという会社が有名です。世代がいくつかあるので、新しいものであればあるほど脳のしわが多く、性能がよくなります。(値段も上がります)

まな板の大きさ=RAM

料理ロボットなので、まな板は必須です。料理人の命です。

まな板が大きいと、色々な食材を同時並行で料理することができます。真ん中ではキャベツを切り、その横のスペースで玉ねぎも切る。そして、端っこのスペースで生姜のみじん切りもできます。あ、ちくわを切る余裕もまだあった、てな感じです。

まな板が小さいと、キャベツを切っただけでもういっぱい!

同時並行で進められるのは、せいぜいピーマン(小さいもの)ぐらいでしょうか。

まな板が大きい→その広さから多くのものが同時に作業できる
まな板が中ぐらい→数は多くなくても、複数のものが同時に作業できる
まな板が小さい→同時に作業できる量が少ない

現実の世界では、

まな板の大きさ=RAM

になります。

メモリの一種ですね。

まな板が大きい →16GB~
まな板が中ぐらい →4~8GB
まな板が小さい →~2GB

これはざっくりとした例えです。

また、「メモリ」と聞くと「メモリーカード」を思い出してSDカードやUSBメモリを思い出す方も多いと思います。

メモリは大きく2種類あって、電源を落とすと機能しなくなるタイプと、電源が落ちている間でもデータを保持しつづけるタイプがあります。

RAMは「電源を落とすと機能しなくなるタイプ 」の方です。

では、「電源が落ちている間でもデータを保持しつづけるタイプ」をご紹介します。

リュックサックの大きさ=ROM

リュックサックの大きさは料理ロボットくんの差別化ポイントになります。

なぜでしょうか?

簡単ですね。リュックのスペースが大きいほど、色々なものを入れておくことができるからです。自分のものとして手元にもっていると、必要なときにすぐに取り出して使うことができますから。

いくら頭がよくても、料理が上手でも、「材料が人参だけ」なんてことになると、料理も限られます。

たくさんの材料を保持しておける、そんな容量の大きいリュックを持っているタイプが魅力的です。

また、リュックに保存できるのは「材料」だけではありません。

レシピ本や料理グッズも入れておくことができます。いわゆる「道具類」ですね。これらが多いと、豊富な材料と相乗効果を発揮しますね。

リュックが大きい→たくさんの食材やレシピ、道具をたんまり保持できる
リュックが中ぐらい→食材やレシピ、道具を保持できる量は標準的
リュックが小さい→すぐにいっぱいになるので、新しい材料が来たら必要ないものは捨てないと……

現実の世界では、

リュックの大きさ=ROM(PCではHDD、SSDと表現します)

になります。

リュックが大きい →2TB
リュックが中ぐらい →1TB
リュックが小さい →~500GB

普通のリュック【HDD】の他に、仕切りやチャックが豊富についていて「HDDの数倍早く物を取り出せる」という機能性リュック【SSD】も最近は増えてきています。

このROMは、電源を落としてもデータが保存されたままになります。

先ほどのRAM(まな板)は電源を落とすと機能しないと言いました。

ロボットのマイコンくんが寝ている場合(電源オフ)、まな板も脳もお休み中になりますよね。しかし、リュックの中に必要なものがある場合、リュックの中のものは他の人が取り出して読んだり、食べたりできます。マイコンくんが寝ていても、関係ないですよね。ROMも同じです。

目や耳の質=I/O

マイコンくんは賢いロボットです。

見たもの、聞いたものを自分の脳にインプットして、料理のレシピをストックすることだってできます。

人間が作っているものを「目」にあるカメラで見て映像化する。話し声を「耳」にあるマイクでひろって音声データに変換する。

こうやって、外のアナログ情報を自分の中にデータとして取り込むのです。

取り込んだデータを音声としてスピーカーで流すこともできますし、壁にビームして映画みたいに映すことも可能です。

また、腕や足には温度感知センサーがたくさんついています。これで温度を感知して、「暑さ」を感じると背中にあるファンを回し、自動放熱します。

電波時計も内蔵していますので、毎日定刻になるとご飯を準備してくれる、なんて設定も可能です。

現実の世界では、

これらの機能=I/O(Input/Outputの略で「入出力」を意味します)

になります。

CPUやメモリは「松竹梅」を明確につけることができますし、動作のスピードが明らかに違ってくるため最も着目されるポイントです。

そこまで着目されることはないですが、この「インプット・アウトプット」の機能は、PCができることの範囲を広げてくれたり、作業効率を上げたりしてくれる縁の下の力持ちなのです。

最後に

いかがでしたでしょうか。

こうやって考えると、CPUやメモリがマイコンの中でどのような役割を担っているのかがわかりますね。

上記以外にも、バズ=情報伝達用の神経(各臓器を結んでいる)なんて考えることもできます。

PCやスマホなど精密機器の中に1台、小さなマイコンくんが入っていると思うと、かわいらしく思えてきますよね。

「この分野、苦手だなー」と、知らず知らずのうちに距離をおいてしまうことってありませんか?

そんなときは、その分野の何かひとつでもよいので、自分で絵に描いてみて遊び半分で紐解いていくと、意外とすんなり理解できますよ!ぜひチャレンジしてみてくださいね。