2021/01/04

GPU

CPUとGPU

 Graphics Processing Unitの頭文字をとったもので、グラフィックス専用のプロセッサーとして、PCの中央処理ユニット(CPU)とは別に、画像処理専用のプロセッサーとして機能する。その追加によって、画像処理を超高速に行うことができるようになり、3Dグラフィックスなどの画像処理性能向上に貢献します。プロセッサーと共に、PCにおけるもうひとつの頭脳といえる存在。

 CPUは複雑な命令を順にこなすのが得意。GPUは単純な命令を並列でこなすのが得意。かつては画像処理に特化して使われてきたGPUだが、昨今では、一般的な処理にも利用されるようになってきている。並列的な計算処理を得意とし、そのコア数も数千個に届く。


GPUの性能をフル活用

 GPUの性能の違いは、主にそのコア数と搭載された専用のグラフィックス用メモリの量に左右される。大量の定型処理を圧倒的な処理速度でこなせるGPUの能力は、AIなどの研究開発用途はもちろん、その性能をフルに使って高精細なグラフィックスをスムーズに描画する高度なゲームなどでも活躍する。

 デスクトップパソコンでは、高性能なGPUを拡張カードによって増設することで、プロセッサー単体での利用に比べ、用途に応じた圧倒的な処理性能を得ることができる。GPUは定型的な計算を大量のコアを使って超高速に繰り返すのが得意なことから、画像処理のみならず、一般的な計算にも活用されるようになり、その用途が広がっている。AIの学習のためのディープラーニングなどでの活用はその代表的な使い方。

 GPUについては【やじうまPC Watch】ダルビッシュ選手にもわかるようにGeForce RTX 2080 Tiの解説記事を翻訳してみる - PC Watch  の説明が前代未聞にわかりやすい。価格と性能の関係、どんなGPUを選べば幸せになれるのかが丁寧に解説されている。ぜひ一読することをお勧めする。


GPUのブランド

 現在のGPU市場はNVIDIA社のGeForceシリーズとAMD社のRadeonシリーズに二分されている。両社によるハイエンド、ミドル、エントリーの製品がひしめきあい、それぞれの製品を搭載したグラフィックスカードをOEM各社が最終製品として発売している。
 勢力地図の現状としてはGeForceシリーズが優勢のように見えるが、コスト重視路線だったRadeonもハイエンド市場を視野に入れた動きもあり目が離せない。いつ何が起こってもおかしくない熾烈な戦いが繰り広げられているのがGPUシーンだ。

ノートパソコンにもGPU

 ノートパソコンでGPUの処理性能を望む場合は、最初から高性能GPUを搭載した製品を選ぶほかに外付けのGPUボックスを接続する方法もある。USB Type-Cケーブルのオルタネートモードを使ってUSB4(Thunderbolt 3)で接続することで、高性能グラフィックスの機能をノートパソコンで使うことができる。もちろんノートパソコンのType-CジャックUSB4(Thunderbolt 3)に対応している必要がある。