データ・サイエンティストがビジュアル・モデルに大きく依存している場合や、視覚的にすばらしいグラフィックスを作成しようとしているデザイナーの場合は、グラフィックス・カードが必要です。理想的には、ディスクリート・グラフィックス処理ユニット（GPU）を備えたグラフィックス・カードが必要です。
GPU は、近代的なコンピュータに不可欠なコンポーネントです。コンピュータが画面に画像を表示するたびに、GPU を使用して処理、作成、強化します。この記事では、ディスクリート GPU とは何か、統合 GPU との違い、そしてそれがあなたにとって重要な理由について説明します。
グラフィックス処理の仕組み
グラフィックス処理には、コンピュータ・プログラムからの数値データを、コンピュータ・スクリーンで表示される画像、ビデオ、視覚効果の作成に必要なピクセル・カラー・データへのレンダリング・パイプラインを介して処理することが含まれます。ビジュアル処理能力を必要とするプログラムを起動すると、GPU が引き継ぎ、プログラムから送信されるデータの処理を開始します。GPU は、このデータを画面に表示できる形式に変換します。GPU のパワーが高ければ高いほど、これらの計算の実行や複雑な視覚効果の生成が速くなります。
GPU とは
GPU は、画像やビデオの処理を加速するために設計された特殊な電子回路です。これは、グラフィックスのレンダリングに必要な複雑な数学的および計算的なタスクを実行するコア・コンポーネントです。GPU は並列処理を効率的に処理するように設計されており、3D グラフィックスのレンダリング、シミュレーション、機械学習の計算などのタスクに特に適しています。
GPU にはさまざまな種類があり、スマートフォンからゲーム・コンソール、ハイエンドのパーソナル・コンピュータまで、あらゆるものに含まれています。必要な GPU の種類は、実行しているアプリケーションやソフトウェアによって異なります。
グラフィックス・カードとは
グラフィックス・カードは、コンピュータの視覚的処理の全てを処理する特殊なチップです。グラフィックス・カードには GPU が搭載されており、VRAM と呼ばれる専用メモリも備えています。VRAM は、画像が画面に表示されるまでビジュアル・データを保存します。グラフィックス・カードのその他の重要なコンポーネントには、ディスプレイや電源に接続するためのヒートシンク、ファン、ポートなどがあります。
グラフィックス・カードは、テキストや画像の表示などのシンプルなタスクから、3D グラフィックスのレンダリングや深層学習アルゴリズムの実行などの複雑なタスクまで、さまざまなことを行うことができます。アプリケーションによっては、グラフィックス・カードがコンピュータの効率と円滑性を高めます。グラフィックス・カードが強力であればあるほど、より素晴らしいビジュアルを作成できます。
ディスクリート GPU とは
ディスクリート GPU は、ディスクリート・グラフィックス・カードとも呼ばれ、中央処理ユニット（CPU）とは別にコンピュータ・システムにインストールされるスタンドアロン・グラフィックス・カードです。これは、通常の統合 GPU とは対照的に、別個のコンポーネントであるため、「ディスクリート」と呼ばれます。GPU は CPU と同じチップに組み込まれており、専用メモリがありません。
個別 GPU と統合 GPU
ディスクリート GPU は、統合 GPU よりも高性能を提供するように設計されています。ビデオ編集ソフトウェアや深層学習アルゴリズムなど、視覚的に負荷の高いアプリケーションの実行時に、ビデオゲームのスムーズなゲームプレイと性能の向上を実現します。ディスクリート GPU は、一般的に統合 GPU よりも強力であるため、消費電力も増加します。
ディスクリート GPU と専用 GPU
これらの用語は、しばしば同じ意味で使用されます。どちらの用語も、GPU がグラフィックス処理に特化しており、CPU と同じチップに統合されていないという考えを浮き彫りにしています（統合 GPU とは異なります）。
専用 GPU は通常、グラフィックス関連のタスクの処理専用のグラフィックス処理ユニットを指します。この用語は、GPU の主な目的は、他の機能を持つ共有または統合 GPU ではなく、グラフィックスやビジュアル・データを処理することであることを強調しています。専用の GPU は、ゲーミング・ノート PC、ワークステーション、ハイエンドのデスクトップ・コンピュータなど、グラフィックス性能の向上を必要とするシステムによく見られます。
ディスクリート GPU を使用するにせよ、専用 GPU を使用するにせよ、GPU はグラフィックス・タスクの処理に特化した独立したコンポーネントであるということです。
専用 GPU で PC をより高速に
はい。専用の GPU は PC を高速化しますが、実行しているアプリケーションによっても異なります。ゲームやビデオ編集など、アプリケーションに多くの視覚的処理能力が必要な場合、専用の GPU はシステム性能を大幅に向上させることができます。ただし、ワード・プロセッサや電子メール・クライアントなど、視覚的処理に大きく依存しないアプリケーションを使用している場合は、専用の GPU が大きな違いをもたらすとは限りません。
コンピュータに個別の GPU があるかどうかを知る方法
ディスクリート・グラフィックス・カードの有無を確認するには、コンピュータのデバイス・マネージャーを開き、「ディスプレイ・アダプター」セクションを探します。ここでは、システムに現在インストールされている GPU について説明します。専用のグラフィックス・カードをお持ちの場合は、統合 GPU とは別にリストされます。
ディスクリートおよび専用グラフィックス・カードの例
NVIDIA GeForce RTX シリーズや NVIDIA AMD Radeon RX シリーズなど、ディスクリート・グラフィックス・カードの一般的な例がいくつかあります。これらのグラフィックス・カードは、ハイエンドの PC ゲーム用に設計されており、優れた視覚的性能を提供します。一方、統合型 GPU は、予算の少ないノート PC やエントリー・レベルのデスクトップによく搭載されており、個別のグラフィックス・カードほど強力ではありません。
AI に GPU を使用する理由
シーケンシャル処理に優れ、コンピュータの実行に必要な一般的な処理タスクに最適な CPU とは対照的に、GPU は特殊な計算を並行して実行できるため、ビッグデータ・パイプラインや AI に最適です。AI トレーニングは、同様のコンピューティング・ワークロードを個別の GPU 全体に大規模に分散させることでメリットが得られるタスクの完璧な例です。大規模なデータセットで機械学習アルゴリズムをトレーニングするために最適化し、ChatGPT などの AI ツールを強化できます。
NVIDIA とピュア・ストレージの AI 対応インフラである AIRI//S は、ディスクリート GPU とオールフラッシュ・ストレージのパワーをエンドツーエンドの AI パイプラインに提供します。>>
ディスクリート GPU の価値は？
ディスクリート GPU の価値は、ニーズと予算によって異なります。最新のゲームを実行したり、驚異的なグラフィックスを作成したりするために多くの視覚的処理能力を必要とするゲーマーやグラフィック・デザイナーであれば、個別の GPU は間違いなく投資する価値があります。ただし、Web の閲覧などの簡単なタスクにコンピュータを使用している場合は、個別の GPU は不要である場合があります。
コスト
ディスクリート GPU の価格は、ブランドやモデルによって 100 ドル未満から 1,000 ドル超までさまざまです。NVIDIA RTX 3080 や AMD Radeon RX 6900 XT などのハイエンド GPU は、エントリーレベルの GPU よりも高価ですが、ゲームやハイエンドのビジュアル・ワークに大幅な性能向上をもたらします。予算意識の高い購入者は、エントリーレベルの GPU を約 150 ドルで利用できます。
性能
ディスクリート・グラフィックス・カードは、ビデオ編集やゲームなど、視覚的に負荷の高いアプリケーションにおいて、統合 GPU よりもはるかに優れた性能を提供します。ハイエンドのディスクリート・グラフィックス・カードは、最新のゲームでスムーズな高フレーム・レートと驚異的な視覚効果を提供することができ、統合された GPU は追いつくのに苦労する可能性があります。
エネルギー使用
ディスクリート GPU は、統合 GPU よりも大幅に多くの電力を消費するため、エネルギー消費量が増加する可能性があります。さらに、一部のハイエンド GPU では、電源から追加の電源コネクタが必要になるため、エネルギー使用量がさらに増加します。しかし、ディスクリート GPU のエネルギー消費は、一般的にその性能に比例するため、高性能 GPU は、ローエンド GPU よりも多くの電力を消費します。
まとめ
2029 年までにディスクリート GPU 市場が 1,660 億ドルを超えると予想されていることから、ディスクリート GPU がコンピュータ・グラフィックスの重要な部分となることは明らかです。熱心なゲーマー、グラフィック・デザイナー、データ・サイエンティストにとって、個別の GPU は比類のないエクスペリエンスと効率性の向上への扉を開き、ゲームプレイ、ビジュアル出力、データ処理の質を高めます。しかし、特殊な並列処理に大きく依存しないタスクでは、ディスクリート GPU のメリットはそれほど顕著ではないかもしれません。技術の進歩に伴い、GPU が進化し、高性能と豊富な機能を提供する中、個人は情報に基づいた選択を行う必要性を評価する必要があります。
