ISA（命令セットアーキテクチャ）とは　ソフトがCPUに出す命令の「語彙と文法」

ISAは、ソフトウェアがCPUに仕事を頼むときの「語彙と文法」にあたります。どんな命令があり、命令を何ビットの数字で表し、計算の途中の値をどこに置くか（レジスター）を決めています。コンパイラーと呼ぶ道具が、人の書いたプログラムをISAに沿った機械の命令に直し、CPUはそれを1つずつ実行します。

ISAとCPUの設計は別のもの

ISAは「何ができるか」の決まりで、「どう実現するか」は決めていません。命令をいくつ同時に処理するか、記憶の回路をどれだけ持つか、どこまで先読みして動くかといった中身の設計は、マイクロアーキテクチャと呼びます。インテルとAMDのCPUは、どちらもx86のISAに沿いながら、中身の設計は別々です。このため同じソフトが両方で動きます。

ISAとマイクロアーキテクチャの違い

項目	ISA	マイクロアーキテクチャ
決めること	命令の種類、形、レジスター	回路の並べ方、同時に処理する数、記憶の回路
例	x86、Armv9、RISC-V	アームのCortexやNeoverseのコア、各社の独自のコア
変わると	ソフトの作り直しが要る	同じソフトのまま速さや電力が変わる

命令を足す拡張

ISAは一度決めて終わりではなく、新しい命令を足して育ちます。たくさんのデータに同じ計算をまとめてかけるベクトルの命令や、AIの行列の計算の命令がその例です。アームは「Armv8」「Armv9」のように版を重ね、インテルとAMDもx86に命令を足してきました。インテルとAMDは2024年10月、x86の互換性を保つため、ブロードコムやマイクロソフトなどと助言の会を作っています。

公開のISAであるRISC-Vは、基本の命令を小さく保ち、拡張を選んで足す形を取ります。会社が独自の命令を加えることも認めています。

ISAを貸す契約

アームは、2つの形で他社に使わせています。1つは、アームが設計したCPUの設計図（コア）をそのまま使わせる形です。もう1つは、ISAだけを使う権利を与え、中身のCPUは顧客が自分で設計する形です。アップルやクアルコムは、アームのISAに沿いながら自社で設計したCPUを使っています。どちらの形でも、チップが売れるたびにアームにロイヤルティーが入ります。

アームの7〜9月期の売上は14億4,000万ドルで、前年同期比27%増えました。顧客が報告した、アームの体系に沿うチップの出荷は100億個を超え、前年同期より15億個増えました。データセンター向けのロイヤルティーは前年同期の2倍になりました。会社は、Armv9と、設計図を一まとめにした「CSS」を、製品の移り変わりの土台に挙げています。

アームの2026年7〜9月期

項目	数字
売上	14億4,000万ドル
ロイヤルティー収入	6億7,000万ドル
アームの体系のチップの出荷	100億個超

関連する用語

• x86・Arm・RISC-V：代表的な3つのISA。
• コンパイラー：プログラムをISAに沿った機械の命令に直す道具。
• IPコア：CPUなどの回路の設計図。ISAに沿って作られる。

アームのサーバー向けの設計図「Neoverse CSS N4」は、前の世代よりソケットあたりの性能が最大2倍になると会社は説明しています。