GPUとは何ですか? ゲームなどを動かすコンポーネントの内部

最もエキサイティングな PC コンポーネントの階層リストでは、GPU は簡単に S 階層に分類されます。 あなたがテクノロジー愛好家であっても、単なる平均的なゲーマーであっても、最新リリースの誇大宣伝に巻き込まれないようにするのは困難です (まあ、もうないかもしれない). ほとんどの人は、GPU をゲームを非常にうまく実行するコンピューターの一部として理解していますが、それだけではありません。 ここでは、GPU について知っておくべきことと、GPU がコンピューター内で最もユニークなコンポーネントの 1 つである理由をすべて説明します。

GPU とは何か、そしてその仕組み

まず、グラフィックス プロセッシング ユニット (GPU) とは何なのかを明確にしましょう。 基本的に、これはシェーダーと呼ばれる個別に弱いコアを多数使用して 3D グラフィックスをレンダリングするプロセッサです。 GPU はあらゆる種類の形式で提供されます。CPU に統合されたもの (Intel の主流 CPU や AMD の APU に見られるように)、はんだ付けされたもの ラップトップなどのデバイスのマザーボード、またはグラフィックスとして知られる PC に接続できる完全なデバイスの一部としても カード。 私たちは GPU とグラフィックス カードという言葉を同じ意味でよく使用しますが、GPU はカード内のプロセッサにすぎません。

GPU と CPU の主な違いは、GPU は通常 3D タスク (ビデオ ゲームのプレイやレンダリングなど) に特化しており、ワークロードの並列処理に優れていることです。 並列処理では、すべてのコアが同時に同じタスクに取り組みますが、これは CPU にとっては難しいことです。 CPU はシリアルまたは逐次処理用に最適化されています。これは、通常、1 つのタスクを同時に実行できるコアは 1 つだけ、または場合によっては数個しかないことを意味します。 ただし、特殊化ということは、CPU で使用できる多くのことに GPU が適していないことを意味します。

GPU は、グラフィックス カードのバックボーンであることで最も有名です。グラフィックス カードは、プロセッサ、マザーボード、

VRAMと呼ばれる専用メモリ、そしてクーラー。 それだけでなく、グラフィックス カードは、単一の PCIe スロットまたは PCIe スロットを介して PC に簡単に接続できます。 USB Type C ポートを使用する Thunderbolt ポート。これにより、グラフィックス カードをラップトップに接続できます。 それも。 潜在的なパフォーマンスとアップグレードの容易さの点で、グラフィックス カードのようなコンポーネントは他にありません。

GPU を製造している会社はどこですか?

GPU の起源はビデオ ゲームの歴史に深く関係しており、これが GPU の伝統的な使用例でした。 いつなのかを言うのは難しい 最初の GPU が作成されましたが、この用語は明らかに 1994 年にソニーによって最初に作られたもので、東芝製の GPU が使用されていました。 チップ。 5 年後、Nvidia は、以前は CPU で実行されていた変換とライティングのタスクを実行できるという理由で、GeForce 256 が史上初の GPU であると主張しました。 おそらく、Nvidia は最初の GPU を作成したわけではなく、デスクトップ用の最初のグラフィックス カードでさえありませんでした。

初期のグラフィックス プロセッサはシンプルだったため、コンソール、デスクトップ、その他のコンピュータ用に独自の GPU を製造する企業がたくさんありました。 しかし、GPU が進化して製造が難しくなるにつれて、企業は市場から撤退し始めました。 東芝やソニーのような汎用エレクトロニクス企業が独自の GPU を製造しているのはもう見られなくなり、3dfx Interactive のような GPU の製造のみを行っていた多くの企業も倒産しました。 2000 年代初頭までに、小麦もみがきにされ、グラフィックス業界に残っているのは Nvidia と ATI の 2 社だけでした。ATI は 2006 年に AMD に買収されました。

20 年以上にわたり、コンソールや PC 用の高性能グラフィックスを製造できる企業は Nvidia と ATI/AMD だけでした。 対照的に、統合グラフィックス シーンでは、 統合型 GPU を作るには強力なインセンティブ (GPU を使用するために Nvidia や AMD にお金を払う必要がないなど) があり、また、それがそれほど難しくないため、より多様なものになりました。 しかし、Intel は 2022 年に高性能 GPU シーンに参入し、二極占有から三極占有に変わりました。

GPU は何に使用されますか?

グラフィックス カードの主な用途は常にゲームでしたが、近年、より広範なコンピューティング パワーに対する需要が増加し続けているため、その考えはますます当てはまらなくなり始めています。 結局のところ、GPU のコアはグラフィックス以外にも有用であり、汎用 GPU (GPGPU) と呼ばれるデータ センターや人工知能に最適化されたチップが誕生しました。 需要が非常に高まっているため、Nvidia のデータセンター GPU はゲーム用 GPU よりも多くの利益を同社にもたらしています。 AMDとIntelも、データセンターやAI GPUの需要を取り込もうとしている。 新しい市場が実現するにつれて、最終的には他の企業も競争に参入する可能性があります。

AI ワークロードの場合、GPU は次のような分野で非常に重要になっています。 AI画像生成 または大規模言語モデル (LLM) のトレーニングにおいて。 これは、AI で非常に一般的な大規模な行列演算に最適な並列処理能力のおかげです。

エヌビディア vs. AMD vs. インテル: ゲームに最適なのはどれですか?

90 年代にゲーム用のデスクトップ グラフィックス カードが初めて普及して以来、常に尋ねられてきた質問が 1 つあります。「どのブランドが最高ですか?」 最近では、Nvidia が AMD よりも優れているのか、それともその逆なのかという質問ばかりが行われていましたが、Intel がこの争いに参入したことで、状況は少し複雑になりました。 どのブランドも他より完全に優れているということはありませんが、それぞれに独自の長所と短所があります。

Nvidia は、常に自分自身を、 最高のゲーム用GPU 最高のパフォーマンスと最も魅力的な機能を備えています。 Nvidia のグラフィックス カードは通常優れていますが、少なくとも AMD や現在の Intel のグラフィックス カードと比較すると高価であることもよくあります。 さらに、Nvidia の独自機能は表面上は優れていますが、実際の体験は誇大宣伝に応えられない可能性があります。 例えば、 DLSS これは Nvidia カードにとって非常に優れた機能ですが、多くのゲームには搭載されておらず、かなりの欠点があります。

潜在的なパフォーマンスとアップグレードの容易さの点で、グラフィックス カードのようなコンポーネントは他にありません。

対照的に、AMD は常に Nvidia と競合してきたわけではありません。 AMD はこれまで、より価値のある GPU を提供してきました。そのため、Nvidia のトップエンド カードは問題なく使用できることがよくありました。 一方で、Nvidia は AMD に自由な裁量を与えることがよくあります。 低予算GPU市場、今日は特にそうです。 さらに、AMD は機能に関しては Nvidia に遅れをとっていることが多いですが、競合他社に追いつき、場合によっては超えるというそれなりの実績を持っています。

Intel は、この記事の執筆時点でゲーム GPU 市場に参入してまだ 1 年ほどしか経っていないため、まだ十分に地位を確立していませんが、これまでのところ、Intel は AMD が通常行う価値で競争してきました。 Intel にとっての最大の苦戦は、そのドライバー、つまりゲームでの GPU のパフォーマンスに重要な役割を果たすソフトウェアでした。 2022 年に第一世代の Arc Alchemist GPU が発売されて以来、インテルはドライバーの最適化に熱心に取り組んできました。 インテルのArc A750 は、ローエンドおよびミッドレンジの PC に人気のある選択肢です。

各企業がどこに優れているかは非常に明らかです。 Nvidia は、多額の予算があり、優れたパフォーマンスと最先端の機能の両方を求める人にとっては最適な選択肢です。 AMDはより多くの人にとってのブランドであり、AMDのトップエンドカードは通常、パフォーマンスや機能の面でNvidiaのそれに完全に匹敵するものではありませんが、Nvidiaが2019年以来300ドル以下のカードを作っていないことも事実です。 現時点では、Intel は優れたミッドレンジ GPU を提供していますが、それはそれだけです。ただし、今後のカードによって状況が変わる可能性があります。

一般に、GPU 市場は今後数年間で変化する予定であり、Nvidia はハイエンドセグメントにさらに移行し、Intel も競争に参入します。 これが今後どのように形を変えていくのかを見ていく必要があります。