GPUとは?CPUとの違いは?NVIDIA GeForceのシェアが大きい?

半導体

最近はパソコンに搭載されるプロセッサ(半導体チップ)として「GPU」という言葉をよく耳にします。同じようなプロセッサである「CPU」とは何が違うのでしょうか?特にゲーミングパソコンなどに興味がある方は知っておいた方が良いでしょう。

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GPUとは?CPUとの違いは?

GPUとは、Graphics Processing Unitの略です。3Dグラフィックスなどのリアルタイム画像処理を専門に行うプロセッサのことを言います。最近のコンピューターの高画質3Dグラフィックスの演算処理で、GPUは大きな役割を果たしています。

CPUは、Central Processing Unitの略で、日本語では中央演算処理装置とも呼ばれます。コンピューター全体の計算処理を司るプロセッサです。例えば、パソコンで高画質の3Dゲームをするとしても、画像を表示するだけで良いはずはなく、キーボードやマウスから入力した情報に従い、HDD(あるいはSSD)、メモリ、OS、プログラムなどと連携し、適切に演算処理を進めます。それをCPUが担当しているわけで、パソコンには必ず搭載されています。

一方、GPUはゲーミングパソコンには通常搭載されています。仕様表などでは「GPU」と記載されてなく、「グラフィックス」などと記載されていることもあります。これは言葉的にはもう少し広い意味になりますが、記載されている内容が後述するような「GeForce」などのGPUの製品名などであれば間違いありません。つまり、高度で高速のグラフィックス処理をするためにはGPUのスペックが重要なのです。

GPUには単体型と内蔵型がある

パソコンのCPUは、通常マザーボードに搭載されています。高性能ゲーミングパソコンではグラフィックボードが搭載されており、その上にGPUが搭載されています。これが単体(ディスクリート)型のGPUです。このような構成では、CPUが指令を出してモニターに画像を表示する際に、基本的にはグラフィックボード&GPUを介して行われます。このように画像処理をGPUが担当することによって、高速の処理が可能になります。

一方、内蔵型はマザーボードに搭載されたチップセットの中にGPUを搭載してしまうものです。これによりグラフィックボードを搭載する必要が無いため、省スペース・省電力になります。しかし、さすがにグラフィックボードを搭載した場合に比べると、格段に画像処理能力は劣ります。CPUのみ搭載のパソコンに比べると内蔵型の方が画像処理能力が高いと理解しておけば良いでしょう。

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GPUのメーカーとシェアは?

ゲーミングパソコン用のGPUとしては、NVIDIAがトップのシェアを占めています。NVIDIAのGeForceシリーズはゲーマーの間でも有名で、上位のものが「GeForce RTXシリーズ」で下位のものが「GeForce GTXシリーズ」です。

NVIDIAのライバルはAMDです。Radeonシリーズを製造販売しています。

内蔵型GPUではインテルが大きなシェアを占めています。インテルは言うまでもなくCPUのトップメーカーです。Core iシリーズのCPUは多くのパソコンに搭載されています。それだけにマザーボードにGPUを搭載する内蔵型でも強い立場にあります。

インテルは、内蔵型GPUの性能向上に努め、「フルハイビジョン(1080p)解像度の本格3Dゲームも30フレーム/秒以上でプレーできる」とアピールしています。今後、どこまで内蔵型の性能を向上できるのか注目です。

AMDは、もともとインテルのセカンドソースでプロセッサを製造するメーカーで、その後、独自開発で互換性のあるCPUを販売するようになりました。製造は台湾のTSMCに委託しています。そのためインテルと同様に内蔵型のGPUを作れる設計力を持ち、内蔵型ではインテルに次ぐ地位にあります。

GPUは3Dグラフィックスのための膨大な計算を高速に処理できるように設計されたものですが、その高い処理能力をAI(人工知能)の開発に必要なディープラーニングに利用され始めています。今後の展開が楽しみです。

まとめ

GPUとCPUの違い、GPUの単体型と内蔵型、GPUのメーカーなどについて紹介しました。盛り上がっているeスポーツを支えるデバイスですね。

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