CPU年表

CPU年表（CPUねんぴょう）では、マイクロプロセッサとして実装されたCPUに関する年表を掲載する。記事名は「CPU年表」となっているが、マイクロプロセッサ以前のCPUについては殆ど全く（まだ）書かれていない。
主に汎用コンピュータやワークステーション、パーソナルコンピュータ（パソコン）用のCPUに関する年表であり、1980年代以降の組み込み用CPUに関する項目は含まれていない。主要CPUメーカーの主な製品を示す。細かい派生製品については各メーカーの項目の説明にゆずる。
1970年代前半 マイクロプロセッサの登場.
マイクロプロセッサ以前、コンピュータのcentral processing unit (CPU) は、多数の集積回路 (IC) で実装されており、汎用ロジックICとカスタム設計のICが必要に応じて使われていた。1970年代に入ると、LSIと呼ばれるような大規模なICによって、4ビット程度のプロセッサであれば1つのLSIに実装できるようになりマイクロプロセッサが登場した。背景には、1960年代後半に日本で起こった電卓戦争と呼ばれる開発競争と爆発的に拡大した市場による需要があった。電卓戦争の中で4004が誕生した。一方で、この時代には既にメインフレーム（例えばSystem/360）は32ビット、ミニコンピュータ（たとえばPDP-11）でも16ビットであり、また当時のLSIに使われたMOSのテクノロジでは動作速度も遅かったことから、コンピュータのメインストリームにマイクロプロセッサの存在が影響を与え始めたのは、もっと後である。
マイクロプロセッサ#最初のマイクロプロセッサも参照。
1970年代半ば-後半 パソコン用マイクロプロセッサの登場.
1970年代半ば頃からパーソナルコンピュータ（パソコン）で広く採用されたCPUが相次いで登場した。8ビットパソコンは、アメリカでは1970年代半ばから、日本では1970年代末から本格的に登場した（パーソナルコンピュータ史を参照）。
1980年代前半 32ビットプロセッサの登場.
パソコン分野ではまだ黎明時代から8ビットパソコンの全盛時代にあたるが、CPUの分野では一足先に32ビットCPUが登場する。32ビットCPUはワークステーションなど業務用に使用され、1990年代に入るとパソコンでも本格的に使用されるようになった。
1980年代後半 RISC の登場.
CPUの開発が進むにつれて、従来のCISCと呼ばれる仕組みに代わってRISCと呼ばれる仕組みを用いることで性能向上を図ろうとする考え方が生まれた。RISC CPUの研究は1980年代前半に進み、1980年代後半になるとミップス・テクノロジーズ (MIPS)、サン・マイクロシステムズなどからRISC方式を採用したCPUが相次いで発表された。しかし、まったく新しいCPUは従来のソフト資産を継承しにくいという弱点を抱えていた。
従来のCPUの互換性を保ちつつ RISC技術も取り入れていく折衷のインテルと、過去のしがらみを断ち切りゼロから作り直した革新の新興RISC CPUメーカーの攻防の行方は、パソコン分野についてはソフト資産重視のインテルに、業務用ワークステーション分野については、RISC CPUメーカーに軍配が上がった。RISC CPUはその後、サーバや組み込みCPUの分野で広く浸透した。
1990年代前半 64ビットRISC の登場.
CPUの分野では業務用向けに64ビットCPUが登場した。RISC CPUを採用したワークステーションはこの頃全盛時代を迎えた。パソコンの分野では 1990年代初頭に16ビットCPUから32ビットCPUへの移行が進み、本格的に32ビット時代に入った。それまでのパソコン用CPUでは、新型CPUが登場してから本格的に普及するまで4-5年程度の遅延が生じていたが、パソコン市場が拡大し競争が活発になるにつれて最新CPUが短期間のうちに普及パソコンに採用されるようになっていった。
1990年代後半 クロック数競争.
業務用 CPU の分野では、この頃、急速に能力を向上させてきたパソコンに押されてワークステーション市場を徐々に失っていった。代わってインターネット時代の到来とともに、業務用CPUは徐々にサーバ分野へと拡大していった。サーバ向けプロセッサではCPUの64ビット化は一段落し、高クロック化とマルチプロセッシングへと向かった。
パソコンCPUの分野では1990年代半ばに Windows 3.1やWindows 95 などの GUI OS が普及したことで、個人ユーザーの間でもCPUの性能を極端に追い求めるスピード飢餓（その究極は自作パソコンユーザによるCPUのオーバークロックである）の状態も出現した。一方、1990年代後半には、インテル Pentium、Pentium III の時代に急激な性能向上が見られ、1990年代末頃になるとスピード飢餓の時代も徐々に解消していった。この過程で x86系CPUの互換品を作っていたメーカーの再編が進み、NexGenを買収した AMD が勢いを伸ばした。1990年代末頃になると、CPUやグラフィックチップの分野から撤退したり事業を売却したりする動きも活発になった。
半導体回路の微細化（ムーアの法則）により回路設計の自由度が増し、商用プロセッサにも投機的実行、アウト・オブ・オーダー実行などの高速化手法が続々と導入され、マイクロアーキテクチャが飛躍的に複雑化した。PA-RISCのMAX命令、MMX PentiumのSSE命令など、CPUに内蔵された命令の複雑化・多様化も進んだ。
2000年代前半 クロック数競争の終焉とマルチコア時代の到来.
1999年にパソコン分野のCPUクロック競争は激しさを増し、インテルとAMDは互いに前倒しでより高い周波数のCPUを発表する熾烈な競争を繰り広げた。そして、ついに2000年春にはCPUの周波数はAMDがわずか先に1GHzの大台に到達した。周波数競争がヒートアップしてピークに達していた頃、奇しくもほぼ同じ時期に株式市場ではITバブルの最盛期となり、崩壊が始まろうとしていた。
1GHzの大台への到達では先んじたAMDだが、増大し続ける消費電力に耐えられずクロック競争に見切りをつけ、処理効率をアピールするためモデルナンバーを導入する。一方インテルは、より高クロックを意識したPentium 4を展開した。デスクトップパソコン向けCPUの消費電力が増大の一途をたどったため、モバイルパソコン向けに専用のプロセッサを設計することが行われるようになった｡クロック周波数当たりの性能を稼ぐために、処理を並列化するSIMDの導入も進められた。
2002年にはPOWER4によりサーバ分野でマルチコアCPUが導入された。2003年には、PowerPC 970とAthlon 64により、パソコンにも64ビットの時代が到来した。
2004年末、インテルのPentium 4が採用していたNetBurstマイクロアーキテクチャは、発熱と消費電力の増加が抑えられず、ついに一般向けCPUの周波数が3.8GHzで頭打ちになった。インテルは周波数向上をあきらめ、64ビット･SIMD･プリフェッチ・マルチコアなどの技術で性能向上を図ることになる。これに関連して、インテルもAMDに続きプロセッサー・ナンバーを導入することになる。インテルは開発中のCPUをキャンセルしてクロックあたりの性能を重視した路線への転換を余儀なくされた。
業務用CPUでは、x86ベースのPCサーバが広がり､インテルがIA-64をリリースして本格的にサーバCPUの牙城へと乗り出した。高性能CPUを製造するための投資が莫大なものとなり、従来ワークステーション分野やサーバ分野をリードしてきたRISC CPUのメーカーも、他社との提携を行ったり組み込み分野に重点を置くなどの方向転換を行った。
2000年代後半 並列化の進展.
クロック周波数の急激な増大に伴い発熱と消費電力が増大の一途をたどり、マイクロアーキテクチャの複雑化とクロックの増大で性能を稼ぐ従来の方向性は行き詰まった。半導体回路の微細化につれてリーク電流が加速度的に増大し、単純に微細化を進めても電力消費と発熱がそれに見合うほど減らなくなった（デナード則の崩壊）。このため単一スレッドの実行速度は停滞気味となり、ハードウェアによる仮想化機能の搭載や、相対的に低いクロックでも高い性能を引き出しやすいSIMDの性能向上に力点が置かれた。
インテルとAMDで約2年ぐらいごとに行われていた新規のCPUコアの開発ペースも鈍化し、既存コアの改良に開発の重点が向けられる。なおインテルは、2007年に発表したコードネームPenrynより、ムーアの法則に続くモデルとして、CPUの製造プロセスとアーキテクチャを1年ごとに交互に進化させていく「チックタックモデル」を導入している。「消費電力あたりの性能」が重要視され、マルチコアCPUが普及する。パーソナルコンピュータ向けでは2コアが主流だが、サーバ向けCPUでは「UltraSPARC T1」のようにマルチコアとハードウェアマルチスレッディングによりワンチップで数十のスレッドを実行するCPUが現れる。
2010年代前半 CPUのSoC化.
半導体回路の微細化が引き続き進む中、消費電力密度の上昇により、回路上で同時稼働させることのできないエリアが増え（ダークシリコン問題）、多くの処理を専用回路にオフロードすることで電力効率と処理効率の向上を狙う流れが強まった。この流れの中で、並列処理に特化したGPUなどの専用回路もCPUの一機能として取り込まれつつある。外部インターフェースを担うチップセットの機能も取り込まれ、汎用プロセッサとSoCの距離が近づいている。
スーパーコンピュータなどのハイエンド分野においてもx86の進出が進んだ。一方、2010年代に入り著しくなっているのが、組み込み用途とデスクトップの境界領域にあたる携帯デバイスの成長である。スマートフォンやタブレットコンピュータなど、モバイルオペレーティングシステムを搭載した情報機器にはパソコン並みの汎用性が強く求められ､組み込み向けプロセッサと汎用CPUの境界はあいまいとなりつつある。この分野においては多様なニーズに特化したSoCに組み込まれるARMアーキテクチャが標準の座を固め、Atomなどのx86プロセッサの進出は不調に終わった。
2010年代後半 微細化の停滞.
2010年代後半になると、半導体の集積ペースの鈍化が顕著となり、「ムーアの法則の終わり」が語られだした。最先端の半導体プロセスのコストは微細化のたびに高騰を続け、東芝、ルネサス、GlobalFoundriesなど名だたる半導体メーカーは開発競争から次々と脱落。IBMは半導体製造部門を譲渡し撤退した。インテル、UMCも先端プロセスの立ち上げでもたつき、最先端ロジックの開発競争では世界最大手の半導体製造ファウンドリとしてトップを走るTSMCにサムスン電子が食いつく状態となっている。
微細化の停滞で汎用プロセッサコアの性能向上ペースが緩やかになったため、機械学習に特化したTPUなどのコアを組み合わせるハードウェアアクセラレーションの多用がトレンドとなる。またArmのbig.LITTLEやインテルのLakefieldのように大規模で高性能なコアと小さくて省電力なコアを組み合わせることで性能と平均消費電力削減の両立を狙うアプローチも現れた（ヘテロジニアスマルチコア）。半導体分野の技術革新はモバイルと高密度サーバが主導するようになり、ハイエンドコンピューティングの分野にもArmアーキテクチャが進出した。日々生成されるビッグデータを活用して有用な知見を得るため「データセントリック・コンピューティング」が叫ばれ、サーバ各メーカーはArmやRISC-Vコアと独自開発の専用回路を組み合わせたカスタムチップの開発を競うようになった。ただし、このようなASICは汎用CPUではないためこの項目では詳述しない。
2020年代 限界を超えて.
最先端半導体工場の設備投資がますます巨大化する中、最先端プロセスの開発競争では、世界最大手ファウンドリであるTSMCの独走状態が定着した。かつて設計と製造の垂直統合(IDM)で圧倒的な強みを誇ったインテルは、2016年以来10nmプロセス（TSMCの7nmプロセス相当）の立ち上げに苦戦し、ファブレスメーカーの攻勢に苦しんでいる。かつてムーアの法則の終わりと考えられていた5ナノメートルを超えても、多層配線技術などを駆使したトランジスタ密度向上の試みは続いているものの、半導体プロセスの微細化が鈍化したため、チップレットなどのパッケージ技術に重点が置かれる。
下位製造メーカーの撤退、レガシー製造設備のスクラップにより半導体の供給余力が減少する中、コロナ禍による「巣ごもり需要」の増加やAI（人工知能）技術の発展、第5世代移動通信システムの普及、車載半導体やIoT機器など需要増要因が重なり、世界的な半導体不足が発生した。