GPU（Graphics Processing Unit）は、主にモニターに表示する画像の生成を担うパーツで、画像の処理で重要な役割を果たします。高い画像処理能力を持ち、PCゲームや動画編集、デザイン作業、AI（人工知能）開発などの、幅広い分野で活躍するパーツです。また、GPUはスーパーコンピューターにも利用され、複雑な計算やデータ分析に活用されています。十分な性能のGPUを搭載することで、高度なグラフィック処理を可能とし、快適にPCゲームや各種作業を行えます。

主要なGPUメーカーと製品は以下の通りです。

主要なメーカーは、半導体の設計や研究開発を行う「NVIDIA」と、CPUの項目でも紹介した「AMD」です。近年、GPUを活用する生成AIや自動運転システムの開発、e-Sportsの流行などにより注目を集めています。製品は、数字が大きいほうが高性能です。こちらも、用途に合ったスペックのGPUを選ぶことが大切になります。

GPGPU（​​General-Purpose computing on Graphics Processing Units）とは、GPUを画像処理以外の計算に活用する技術で、直訳すると「GPUによる汎用計算」を意味する言葉です。これにより、GPUの高速な計算能力をデータ分析や科学計算、機械学習などの分野で利用できます。従来のCPUだけでは時間がかかる大規模なデータ処理や複雑な計算も、GPGPUを用いることで高速化が可能です。近年では、汎用性の高さから研究やビジネス分野においても拡大しており、GPGPUの応用範囲は日々広がっています。

GPUには「内蔵GPU」「グラフィックボード」「GPUクラウド」の3種類があります。ここでは、それぞれの特徴や用途について解説します。

内蔵GPUは、CPUに組み込まれているGPUのことです。一般的なパソコンやスマートフォンなどに多く搭載され、基本的な画像処理や動画再生、軽度なゲームなどに対応できます。内蔵GPUの特徴は、追加のハードウェアが不要であることです。そのため、コンパクトなデザインや低消費電力を実現することができ、ノートパソコンやタブレットなどの携帯デバイスに適しています。ただし、高度なグラフィック処理や専門的なデザイン作業には向いておらず、これらの用途には単体のグラフィックボードが必要です。

グラフィックボードとは、パソコンのPCI Expressスロットに接続される独立した画像処理ユニットです。高解像度の画像処理や3Dグラフィックス、動画編集、高度なゲーミングなど、要求される性能が高い用途に適しています。グラフィックボードには専用のGPUが搭載されており、高い処理能力を持つのが特徴です。ユーザーは、用途に応じた性能のグラフィックボードを選択し、パソコンの性能をカスタマイズできます。

GPUクラウドは、リモートでアクセス可能なクラウドサービス上で、GPUを提供するサービスです。このサービスを利用することで、高性能なGPUを物理的に所有しなくても、高度な画像処理やデータ分析、機械学習などが行えます。GPUクラウドの特徴は、高い柔軟性と拡張性です。ユーザーは必要に応じてGPUリソースを調整し、大規模な計算作業や専門的なデータ処理を効率的に行うことができます。また、物理的なスペースや電力消費を気にすることなく、高い計算能力を手軽に利用することが可能です。GPUクラウドは、研究、開発、ビジネスなど多岐にわたる分野で利用されています。

CPUとGPUの違いを、役割や関係性、タスクに対する処理能力の観点から解説します。

CPUはパソコン全体の計算処理を担う部品で、システム全体を統括し、指示を出します。一方、GPUは画像処理に特化しており、CPUからの指示に従って高速な画像処理を行います。たとえば、PCゲームや動画視聴の際、CPUはプログラム全体をコントロールし、GPUは画像を生成しモニターに出力します。このように、CPUとGPUは連携してパソコンの機能を円滑に運用しており、お互いを補完しあう関係性です。特にグラフィックス重視のアプリケーションでは、この連携が非常に重要になります。

CPUとGPUは得意とするタスクが異なります。CPUは、一つのプログラムを一つのスレッドで処理する「シングルスレッド」のタスクや、複雑な計算を得意としています。特定のタスクを集中的かつ連続的に処理するのが特徴です。シングルスレッドのタスクが得意な理由は、CPUが高性能なコアを少数搭載し、一つひとつのタスクを高速に処理しているからです。一方、GPUは、コアが連携して動作し、複数の計算を同時に進める並列処理が得意です。たとえば、画像処理や大規模なデータ分析では、GPUの大量のコアが同時に多くの計算を行うことで、高速な処理を実現します。このように、CPUとGPUはそれぞれ異なる構造と特性を持ち、パソコンの性能を最大限に引き出すために協力し合っています。

CPUとGPUはどちらも大切ですが、用途によって優先すべきパーツが異なります。各パーツが重視される用途を解説します。

CPUが重視される用途は以下の通りです。

• 一般的な事務用途
• 写真の編集やRAW現像
• 動画の編集や配信

各用途でCPUが重視される理由を解説します。

一般的な事務用途で最も重視されるのはCPUです。データ入力や文書作成、インターネットの閲覧といった一般的なオフィスワークでは、高度な画像処理の能力はほとんど求められません。そのため、内蔵GPUを搭載したパソコンで十分対応できます。このような用途であれば、IntelのCore i3シリーズやそれに相当するCPUでスムーズに作業できます。以上のように、事務用パソコンを選ぶ際には、画像処理の性能よりもCPUの処理能力に注目し、適切なモデルを選択することが重要です。

写真の編集やRAW現像にはCPUの性能が重視されます。たとえば、Adobeの「Lightroom」や「Photoshop」などの写真編集ソフトは主にCPUに依存しています。RAW現像とは、デジタルカメラで撮影された生の画像データを編集することを指し、複雑な計算処理を伴う作業です。高解像度の画像データを扱うため、CPUの処理速度が作業の効率に直接影響します。一方、この作業にはGPUの性能はそれほど重要ではなく、多くの場合、内蔵GPUで十分に対応可能です。写真編集やRAW現像を快適に行うためには、「Intel Core i5」程度のCPUを選択するとよいでしょう。

動画の編集や配信ではCPUが重視されますが、GPUの性能も重要です。CPUは動画編集の基本的な動作やエフェクトの処理、エンコードなどに影響を及ぼし、性能が低いと作業効率や配信の品質が低下する可能性があります。一方、GPUは映像処理の速度、レンダリング、およびエンコードの高速化に寄与します。

近年では、内蔵GPUの性能も向上しており、一部の動画編集ソフトでは十分な性能を発揮しますが、専用のグラフィックボードを搭載した方が映像処理において優れたパフォーマンスを発揮します。動画編集や配信を快適に行うためには、「Intel Core i5」以上のCPUと、「NVIDIA GeForce GTX 1650からRTX 3060」程度のGPUを目安にするとよいでしょう。

GPUが重視される用途は以下の通りです。

• PCゲーム
• AIの開発
• VRの使用
• 3DCAD

各用途で重視される理由を解説します。

PCゲームは高いGPUの性能が求められます。特に、グラフィックが重要な高負荷のゲームや、高解像度・高フレームレートでPCゲームを楽しみたい場合は、高い処理能力を持つGPUが必須です。とはいえ、PCゲームではCPUの性能も重要になります。CPUはゲーム内の各種処理を担当し、性能が不足しているとゲームプレイ中のカクツキや遅延を引き起こす原因になるのです。

ゲーム用のGPUとしては、「NVIDIA GeForce GTX 1650 SUPER」以上を選び、より幅広いゲームに対応するためには「GeForce RTX 3060」以上のモデルを選択するとよいでしょう。CPUは「Intel Core i5」以上を目安に選ぶのがおすすめです。

AIの分野、特にディープラーニングを使う開発では、GPUが重要な役割を果たします。ディープラーニングとは、コンピュータに大量のデータを解析させ、データの特徴を抽出する技術です。大量のデータを用いて学習を行うため、計算処理の並列化が得意なGPUが欠かせません。

AIは自然言語処理に使われる生成AIのChat GPTや自動運転、気象予測など、幅広く活用されているので、今後もGPUへの需要が高まると予想されています。AIの開発において必要なGPUのスペックはプロジェクトの規模や目的によって異なるため、具体的な目的に合わせた選択が重要です。

VR（Virtual Reality）は仮想現実という意味を持ちます。専用ゴーグルに映像を映すことで、まるでその空間にいるような感覚を体験できる技術です。医療、教育、エンターテインメントなど、多くの分野で活用されています。

VRアプリケーションは高い画像の処理能力を要求するため、強力なGPUが必要です。VRゲームを快適に楽しむためには、「NVIDIA GeForce RTX 3060」以上のGPUを備えたゲーミングPCを用意しましょう。CPUに関しては、Intel Core i5以上の性能が推奨されます。VR体験の品質はGPUの性能に大きく依存するため、GPUの選定には特に注意を払う必要があります。

3DCAD（設計支援ソフトウェア）は、複雑な3Dモデリングやレンダリングが必要とされるため、高性能なGPUが不可欠です。3DCADのソフトウェアは、十分なパフォーマンスを発揮できる「認定グラフィックス」のリストを公開しています。これを参考にグラフィックボードを選択するとよいでしょう。高度なモデリングや大規模な設計プロジェクトでは、GPUの性能が直接作業効率や品質に影響を与えるため、適切なグラフィックボード選びが重要です。

目的に合ったCPUを選ぶには、型番の見方や、性能を決める要素を理解しておくことが大切です。ここでは、型番の具体的な見方や性能を決める要素について解説します。

• なし：標準的なCPU
• K：オーバークロックに対応
• S・ T：省電力のモデル
• P・F：内蔵GPUを搭載していないモデル
• X：性能の高い上位モデル
• HQ：ノートパソコン向けのハイエンドGPUを内蔵したモデル
• U：ノートパソコン向けの省電力なモデル
• Y：ノートパソコン向けのさらに省電力なモデル

続いて、GPUの見方と性能を決める要素を詳しく解説します。

CPUとGPUの間に大きな性能差があると、システム全体のボトルネックになる可能性があります。たとえば、高性能なGPUを搭載していても、CPUが性能不足であれば、GPUの能力を最大限に活かすことができません。具体的には、処理が追いつかず、設定しているフレームレートが出ないなどが考えられます。

逆に、GPUの性能がCPUに追いつかない場合も似たような問題が発生するので注意しなければなりません。PCゲームや動画編集のようにCPUとGPUの両方が高い処理能力を要求される用途では、このバランスが特に重要です。

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LAVIE Direct GXは、パーツのカスタマイズに対応したBTOパソコンです。PCゲームや動画編集を快適に行える高性能なCPU・GPUを搭載しています。具体的なスペックは以下の通りです。

CPUには最新のマルチコアプロセッサーを採用。マルチスレッドでの処理に適した「Eコア」と、シングルスレッドでの処理に優れた「Pコア」を内蔵しており、スムーズな動作を実現します。また、単体のグラフィックボードを搭載しているので、クリエイティブな作業も快適です。そのほかにも、優れた冷却システムや、多彩なインターフェースなど多くの魅力を持つデスクトップパソコンです。

CPUとGPUはパソコンの性能を最大化するために、それぞれの役割を果たしています。各パーツが影響を及ぼす作業や優先するべき用途を認識し、目的に合う製品を選択することが大切です。また、CPUとGPUの性能のバランスも考慮して組み合わせることも意識しましょう。NECでは、CPU・GPUのバランスにも考慮した高性能パソコンを販売しています。品質管理にこだわった国内生産のパソコンを多く取り揃えているので、下記のリンクからぜひ確認してみてください。

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