無から始める自作CPU

CPUは作れる！！！！！！！！ご存知でしたか！！！？？？？？？

CPU、それは我々が暮らす情報社会の基盤となる魔法の石です。

世に存在する全てのソフトウェア、例えばゲーム、AI、Webサーバ、OS、これらは全てCPUが無ければ動きませんし、今や車や飛行機、家電にも全てCPUが入っている時代です。

そんな誰もがCPUに依存している時代にも関わらず、CPUについて理解を持っている人間は余りにも僅か、というのが現状です。

そんな今こそCPUを作りましょう。

CPUを作り、完全に理解する事で、CPUによって成り立つ技術を学ぶ上での、揺るぎない自信と確証を身につける事が出来るでしょう。

本記事ではCPUという究極のブラックボックスに光を当て、半導体やプログラミングの知識が無の状態から、CPUを作る事を目標としています。

必要な物

本記事の内容の99%はWindows、Linux、Macのパソコンがあれば行うことが可能です。残り1%はMacを除くWindowsかLinuxのパソコンに加え、2,500円程の基板を買って頂く必要がありますが、まあその部分は飛ばして頂いても力はつくと思います。こんな変な記事の内容に従って2,500円の基板を買うだけの心の余裕がある方は買ってください。楽しいので。

ディジタル回路とVerilog入門

ディジタル回路とVerilog入門では、CPUを作る前に必要な基礎知識、そして作るために必要な道具の使い方を学んでいきます。もしVerilogを知っている、使った経験がある、という方は飛ばして頂いても構いません。

VLSI.JP/DigitalCircuit_And_Verilog.html

コンピュータアーキテクチャ入門

我々はついにCPUを作る道具を手に入れました。コンピュータアーキテクチャ入門ではその道具を用いて、CPUを作る方法を学んでいきます。

VLSI.JP/Computer_Architecture.html

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次なにやる？

RISC-V CPUを作る

正直言ってZ16 CPUとかクソの役にも立ちません。何？Z16って。無いISAを出さないで欲しい。

時代はRISC-Vです。世の天才が作り、業界標準となりつつあるISAです。RISC-V CPUを作ったその瞬間、お前は本物のコンピュータアーキテクトとなります。この記事を読んだ奴しか知らないZ16と違ってRISC-Vは誰にでも通じます。大学に突撃して教授に「自分RISC-V CPU作ったんすよ〜」と言うだけでよしよししてくれます。コンパイラもソフトウェア資源も豊富にあり、家電や車やPCで動いている本気で実用的なCPUを作るのも夢じゃありません。RISC-V CPUを作れ。お前の未来はRISC-Vにあります。

https://riscv.org/japan/

半導体を作る

焼きたくないか、半導体を

OpenMPW入門

コンパイラを作る

自作コンパイラが吐いたバイナリが自作CPUで動いたら嬉しいですよね。

Rui Ueyama大先生が最強の本を書いてくれましたので全人類やりましょう。

低レイヤを知りたい人のためのCコンパイラ作成入門

OSを作る

いっぱい本出てるよ。自作CPUで自作OSを動かせ。

謝辞

校閲にご協力していただいた方々に感謝いたします。

sksat (@sksat_tty)
いしたに (@taichi600730)
IDA Kenta (@ciniml)

Contributers

Pull request, Issueで記事に貢献して頂いた皆様に感謝いたします。

おわり