GPU

1. Graphics Processing Unit
2. ソヴィエト人民委員会付属国家政治局。旧ソ連における秘密警察。なお、この場合はゲーペーウーと読む。
3. 地上動力設備 (Ground Power Unit) - 航空機へ電力を供給する設備。

以降、1の定義で説明する。

概要

俺の名前は"Graphics Processing Unit"。
通称GPU。
PCの画像処理、画像出力担当だ。
描画・物理演算、HD動画の再生支援は任せておけ！
ニコニコ動画のFlash動画再生支援もお手のもの！
でも、お前らの嫁をモニタから引っ張り出す仕事だけは勘弁な！！

画面に画像データを表示する（グラフィックレンダリング）ための集積回路である。
PCへの実装形態には2種類あり、

GPU本体と専用VRAMが独立した基盤に載っているタイプ（グラフィックカード）と、

GPUがチップセットに内蔵されていてRAMの一部をVRAMとして使用するもの（オンボード）がある。

性能はグラフィックカードの方が遥かに高く、

「オンボードの最高峰が同時期のグラフィックカードの最底辺と同程度」

といわれている。

PC用の3Dゲームをプレイする場合、CPUよりGPUのほうが重視されることが多い。ゲームでの性能幅が
せいぜい2倍程度のCPUと違って、GPUでは最高峰のグラフィックカードとオンボードでは十倍以上の
性能差も珍しくないため、高性能なカードに最適化された重量級ゲームを廉価カードやオンボードのPCで
動かすと「性能が足りなさ過ぎて正常起動すらしない」「コマ落ちが酷くてまともにプレイできない」と
いったことが起こるからである。世代交代による性能向上のスピードもCPUと比べて非常に速い。

現在の市場はnVidia社の製品（GeForceシリーズ）と、AMD（旧ATI）社の製品（RADEONシリーズ）に
二分されていて、自社プラットフォーム用オンボード専門のIntel（Graphics Media Accelerator）と
あわせて三大勢力となっている。日本においては、Matrox社などかつての有力メーカーの
（細々と生き残っている）製品にもそこそこ人気がある。

低価格なPCではオンボードが主流である。
今後Intel、AMD共にオンボードGPUを高性能化してCPUに内蔵するとアナウンスしているため、
両者以外のオンボード製品は自動的に消滅、ハイエンドを除いたグラフィックカードの市場も
縮小する可能性が高い。どうするNVIDIA。

また、一方で組み込み市場への展開が進んでいる。例えばWii、XBOX360にAMD製チップが、
PS3、携帯電話にnVidia製チップが搭載されるようになった。

マルチGPU（マルチグラフィックスプロセッサ）

GPUはCPUと同様にコンピュータ1台に対して1基搭載して動作させることが一般的であり、
これを「シングルGPU（シングルグラフィックスプロセッサ）」という。

しかしながら、より快適に映像処理をする為、或いはより高度な映像処理をする為に
コンピュータ1台に対して、GPUを複数搭載して並列動作させる
「マルチGPU（マルチグラフィックスプロセッサ）」という技術が存在する。

マルチGPUの構成例

• デュアルGPU（GPUを2基搭載して並列動作させる）
• トリプルGPU（GPUを3基搭載して並列動作させる）
• クアッドGPU（GPUを4基搭載して並列動作させる）

  マルチGPU構成にするには、

• マザーボードにPCI Express x16等の拡張バスが複数搭載されている
• マルチGPUソリューション（後述）に対応したマザーボードである
• マルチGPUソリューションに対応したグラフィックカードである

  という以上の条件を全て満たしている必要がある。

  

  また、1枚のグラフィックカードにGPUが2基搭載された、デュアルGPU構成のモデルが
  グラフィックカードには存在する。この場合、グラフィックカード1枚をマザーボードに
  挿すことで「デュアルGPU」構成を実現していることになる。
 

  一般的に1枚のグラフィックカードに搭載されるGPUの数は1基であり、「デュアルGPU」構成に
  するのであれば、2枚のグラフィックカードをマザーボードに挿す必要がある。
 

マルチGPUソリューション

大手GPUメーカーである、NVIDIAとAMDは両者共にマルチGPUの為の独自のソリューションを
ユーザーに提供している。

NVIDIAのマルチGPUソリューションとしては主に

• Scalable Link Interface（略称：SLI）
• Hybrid SLI

AMDのマルチGPUソリューションとしては主に

• CrossFireX 
• Hybrid CrossFire
• Hybrid CrossFireX
• AMD Dual Graphics

などが存在する。

GPGPU（GPUによる汎目的計算）

近年のトレンドとして、GPUの演算資源を画像処理以外の目的に活用することが進められている。
これは元々一般ユーザの使用目的においては余らせ気味だったGPU資源を有効活用することが狙いである。
一般には動画のエンコード/デコードにGPUを使用することに使われる（Flash Player 10や
Adobe CS4などで採用）。

GPUの特性上、一度に大量のデータを単純な計算で処理する場合、かなり劇的な効果を得られることが
実証されている（GPUが「簡素な設計の演算ユニット(＝CPUのコアに相当)を大量に並べる」という
設計のため）。
一方で分岐予測などを多用した複雑なプログラム（コア数よりも個々のコアの性能が重要）はCPUに比べ
苦手とされている。

関連項目

• nVidia
• AMD(ATI)
• Intel
• CUDA
  NVIDIAのGPU向けC言語の統合開発環境。GPGPUを実現するものである。
• CPU
• PhysX
  CPUともGPUとも異なる第三のプロセッサ、物理演算プロセッサ（PPU）。
  もっとも現在はGeForceに取り込まれている。