GPUとは？

GPUはグラフィックス・プロセッシング・ユニットと定義され、3Dグラフィックスとビデオレンダリングを強化するために設計されたプロセッサである。

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GPUとは？

コンピュータの中央処理装置（CPU）は、ソフトウェアからの命令を解釈して処理し、デスクトップアプリケーション、ワープロ、ウェブブラウジングなどの出力を生成します。コンピュータのオペレーティング・システム（OS）と並んで、CPUはオペレーションの頭脳のようなものです。しかし、CPUはビデオを含む様々なタスクを管理できますが、グラフィックを素早く管理するようには設計されていません。そこでGPUの出番となる。 

GPUとは一体何なのか？

GPU（グラフィックス・プロセッシング・ユニット）は、3Dグラフィックスやビデオのレンダリングを高速化するために設計された専用プロセッサーだ。何百ものコアを搭載し、何千ものスレッドを同時に処理できる。GPUには2つのタイプがあります。

  • 統合GPU：ほとんどのコンピューターは統合GPUを搭載している。これらのプロセッサはCPUに完全に統合されています。ディスクリート型ほど強力ではありませんが、最近の統合型GPUはパンチが効いており、多くの負荷の高いビデオゲームを低設定で実行できます。
  • ディスクリートGPU：ディスクリートGPUは通常、統合GPUよりも高性能で、リソースを多く必要とするプログラムを満足させるのに役立ちます。ディスクリートGPUはより高性能ですが、消費電力や発熱が大きく、出費がかさみます。ビデオゲームをプレイする人、コンテンツを作成する人、ビデオを編集する人、またはその他の負荷の高いタスクを完了する必要がある人には、ディスクリートGPUが必要です。

グラフィックカードはGPUですか？

いいえ、マザーボードが CPUでないように、グラフィックカードはGPUではありません。グラフィックカードはマザーボードに装着する拡張カードです。小さくても厚みのあるマザーボードのように見えるかもしれません。通常、GPU、RAM、ヒートシンク、ファン、電源コネクタが搭載されています。

GPUとCPUの比較

GPUは、高解像度の画像や動画を高速でレンダリングすることで、CPUの負荷を軽減します。GPUは、並列処理のために同時に動作する数百のプロセッサーコアを搭載しており、同時に数千のスレッドを管理することができます。一方、CPUのコアは高速だが数が少ないため、シリアル処理に適している。

言い換えれば、CPUは一度にほんの一握りの処理を管理するのに長けており、GPUは何千もの処理を管理するのに長けているということだ。漠然とスポーツカーとバスを比較するようなものだ。何十人もの乗客の移動が必要でない限り、ほとんどの状況ではスポーツカーの方が優れている。定員以上の乗客を運ぶには、何度も往復する必要がある。最終的には一日中往復することになるかもしれない。一方、バスの最高速度はスポーツカーより遅いかもしれないが、1回の移動ですべての乗客を運ぶことができる。

GPUはゲーム専用？

何年もの間、GPUはゲームやビデオの3Dグラフィックス・レンダリングを高速化するためだけに使われてきた。ここ数年の間に、GPUは他のタスクにも適応できるようになった。多くの産業がこの柔軟性を利用し、ゲーム以外の用途にもGPUを使用している。

  • クリプトマイニング： 暗号通貨の採掘には、大規模な数学的パズルのブロックを繰り返し解くことが必要であり、CPUよりもGPUの方が適している作業である。クリプトマイナーの需要は、グラフィックカードの価格上昇に一役買っている。しかし、マイナーは現在、より効率的なマイニングを行うために、専用のマイニング・ハードウェアに移行している。
  • コンテンツ制作：コンテンツ制作者やビデオ編集者は、GPUの並列処理能力を活用して、高解像度のコンテンツを素早くレンダリングすることができます。
  • ディープラーニング：ディープラーニングは機械学習の高度なサブセットである。ディープラーニングは、膨大なデータから計算モデルを学習させる。CPUと協調して動作するGPUは、ディープラーニングの重要な要素となっている。
  • オートモーティブGPUは、自動運転車のような自動車産業における人工知能アプリケーションを強化し、さまざまな状況からの学習や適応を支援しています。
  • ヘルスケアGPUのパターン認識能力は、ヘルスケア業界における画像分析やデータ解析などに役立っています。

ノートパソコンにGPUはありますか？

初期のノートパソコンにはGPUが搭載されていなかったが、プロセッサのエネルギー効率と熱効率が向上するにつれて、その傾向は変わっていった。最近のノートパソコンのほとんどは、プロセッサに内蔵されたある種の基本的な統合GPUを搭載している。AMDとNVIDIAの両社は、グラフィックス・チップのモバイル版も提供しているが、その性能は通常、デスクトップ版よりも遅い。

ゲームをしないのにGPUが必要ですか？

ゲームをしないならGPUは必要ないだろう。最近のコンピュータには、一般ユーザーの需要に対応できる統合グラフィックコンポーネントが搭載されています。トップクラスの統合グラフィックス・ソリューションは、いくつかの新しいゲームを低設定で実行することもできます。しかし、データサイエンティストやビデオ編集者であれば、ゲームをしなくてもGPUは役に立ちます。   

ビデオゲームをプレイするために設計された特殊なコンポーネントとして始まったGPUは、さらに多くの機能を果たすように進化しました。GPUは、映画鑑賞やビデオ編集などに役立ちます。しかし、仮想世界をできるだけ美しく見せるための3Dグラフィックスのレンダリングという主な機能は変わりません。