グラフィックスプロセッシングユニット（GPU）

##グラフィックスプロセッシングユニット（GPU）とは何ですか？

グラフィックスプロセッシングユニット（GPU）は、電子デバイスに表示するグラフィックスをレンダリングできるチップまたは電子回路です。 GPUは1999年に幅広い市場に導入され、消費者が現代のビデオやゲームに期待する滑らかなグラフィックスを提供するために使用されることで最もよく知られています。

##グラフィックスプロセッシングユニット（GPU）のしくみ

ビデオとgsのグラフィックは、ビットマップ（「レンダリング」と呼ばれるプロセス）に変換されてから、画面に表示される信号に変換される多角形の座標で構成されます。この変換には、グラフィックスプロセッシングユニット（GPU）に多くの処理能力が必要です。これにより、GPUは、機械学習、人工知能、および多数の複雑で高度な計算を必要とするその他のタスクにも役立ちます。

##グラフィックスプロセッシングユニット（GPU）の歴史

1999年、Nvidiaは最初の広く利用可能なGPUであるGeforce256を発表しました。 Nvidiaは、GPUを「1秒あたり最低1,000万ポリゴンを処理できる、変換、照明、三角形のセットアップ/クリッピング、レンダリングエンジンが統合されたシングルチッププロセッサ」と定義しました。 GeForce 256は、3Dゲームのパフォーマンスを最適化することにより、他のプロセッサーによるテクノロジーを改善しました。

Nvidiaは依然としてGPU市場で最高の地位を占めていますが、テクノロジーは大幅に改善されています。 2000年代に、Nvidiaは毎秒368億のテクスチャ充填率を持つGeForce8800GTXをリリースしました。

今日、GPUの人気が復活しています。それらの使用は、人工知能と暗号通貨の出現のおかげで新しい産業に拡大されました。 GPUは、高品質のバーチャルリアリティゲームへの幅広いアクセスを確立する上でも役割を果たしてきました。

##GPUとCPU

1990年代後半にGPUが登場する前は、グラフィックレンダリングは中央処理装置（CPU）によって処理されていました。 GPUをCPUと組み合わせて使用すると、CPUからレンダリングなどの計算量の多い機能を引き受けることにより、コンピューターのパフォーマンスを向上させることができます。 GPUは多くの計算を同時に実行できるため、これによりアプリケーションの処理速度が向上します。このシフトにより、より高度でリソースを大量に消費するソフトウェアの開発も可能になりました。

GPUまたはCPUでのデータの処理は、コアによって処理されます。処理ユニットのコアが多いほど、コンピューターはタスクをより速く（そして潜在的にはより効率的に）完了できます。 GPUは、何千ものコアを使用してタスクを並行して処理します。 GPUの並列構造は、タスクを順番に処理するために使用するコアが少ないCPUの並列構造とは異なります。 CPUはGPUよりも高速に計算を実行できるため、基本的なタスクで優れています。

##特別な考慮事項

「GPU」という用語は、「グラフィックカード」と同じ意味で使用されることがよくありますが、2つは異なります。グラフィックカードは、1つまたは複数のGPU、ドーターボード、およびグラフィックカードの機能を可能にするその他の電子コンポーネントを含むハードウェアです。

ただし、GPUはマザーボードに統合することも、グラフィックカードのドーターボードに組み込むこともできます。当初、グラフィックカードを搭載したのはハイエンドコンピュータだけでした。今日、ほとんどのデスクトップコンピュータは通常、マザーボードに組み込まれているGPUに依存するのではなく、パフォーマンスを向上させるためにGPUを備えた別のグラフィックカードを使用します。

##GPUと暗号通貨マイニング

GPUは当初、ビデオ編集やコンピューターゲームの愛好家に人気がありましたが、暗号通貨の急速な成長により新しい市場が生まれました。これは、暗号通貨マイニングがブロックチェーンにトランザクションを追加するために何千もの計算を必要とするためです。これは、GPUへのアクセスと安価な電力供給で利益を得る可能性があります。

近年、2つの著名なグラフィックカードメーカーであるNvidia Corp.（NVDA）とAdvanced Micro Devices Inc.（AMD）は、暗号通貨マイニングの結果として売上と収益が急速に増加しています。

これは、価格が上昇し、供給が枯渇するのを見た非鉱業の顧客を苛立たせるという副作用がありました。その結果、小売業者は個人が購入できるグラフィックカードの数を制限することがありました。ビットコインなどのより人気のある暗号通貨の採掘者は、アプリケーション固有の集積回路（ASIC）と呼ばれる特殊で費用効果の高いチップセットの使用に移行しましたが、グラフィックス処理ユニットは、あまり知られていない通貨の採掘に使用されています。

暗号通貨の人気の高まりにより、GPUが大幅に不足しています。 Vergeからの報告によると、GPUはeBayなどのサイトで実売価格の2〜3倍で販売されています。

##GPU企業の例

Advanced Micro Devices（AMD）とNvidia（NVDA）は、GPU市場で最大の名前の2つです。以下の両社を見てみましょう。

Advanced Micro Devices（AMD）

AMDは、グラフィックカードの最も信頼できる生産者の1つです。このメーカーは1969年にシリコンバレーの新興企業としてスタートし、高性能のコンピューティングおよび視覚化製品を開発しています。 AMDは2006年に大手ビデオカードメーカーのATIを買収したときにGPU市場に参入しました。それ以来、AMDとNvidiaはGPU市場で支配的なプレーヤーとなっています。 2021年5月の時点で、AMDの市場上限は973億ドルです。 AMDは2013年以来5億を超えるGPUを出荷しており、GPU市場シェアの17％を管理しています。

AMDはGPU市場でPCゲームに重点を置いており、世界中のゲーマーの間で人気があります。

Nvidia（NVDA）

Nvidiaは、1999年にGPUを世界に導入した最初の企業です。歴史上最初のGPUはGeforce 256として知られていました。1999年は、Nvidiaが1株あたり12ドルで新規株式公開（IPO）を開始した年でもありました。 2021年5月の時点で、株式は1株あたり約645ドルで取引されています。

Nvidiaの市場上限は4,048億ドルで、GPU市場シェアの13％を管理しています。

Nvidiaは、高度なGPU市場でかなりのリーチを持っています。 Nvidiaのウェブサイトによると、「世界のトップ10のスーパーコンピューターのうち8つは、現在NVIDIA GPU、InfiniBandネットワーキング、またはその両方を使用しています。NVIDIAは、最新リストのTOP500システム全体の346に電力を供給しています。」

Seleneという名前のNvidia自身のスーパーコンピューターは、世界で5番目にランクされており、世界最速の産業用スーパーコンピューターです。

##グラフィックスプロセッシングユニット（GPU）に関するFAQ

GPUとVGAの違いは何ですか？

GPUは、電子デバイスで表示するためのグラフィックをレンダリングするために使用できるチップまたは電子回路ですが、VGAまたはビデオグラフィックアレイコネクタは、ビデオ信号およびコンピュータビデオ出力を転送するために使用される物理デバイスです。

GPUをどのようにオーバークロックしますか？

オーバークロックする前に、デバイスを完全にクリーンアップし、ソフトウェアに更新とバグ修正をインストールしてください。テクノロジーのアップデートのおかげで、オーバークロックはかなり簡単です。 Afterburnerなどのソフトウェアをインストールして、システムを動作させるだけです。インストールが完了したら、ゲームベンチマークを実行して、新しいソフトウェアをテストします。

GPUスケーリングとは何ですか？

GPUスケーリングは、ユーザーがモニターの解像度に基づいてゲームのアスペクト比を調整できるようにする機能です。一部のユーザーは、このアスペクト比の調整により、ディスプレイの画質がさらに向上すると考えています。

##ハイライト

-1999年に最初に幅広い市場に導入されたGPUは、現代のビデオやビデオゲームで消費者が期待する滑らかなグラフィックスを提供するために使用されることでおそらく最もよく知られています。

-GPUは当初、ビデオ編集やコンピューターゲームの愛好家に人気がありましたが、暗号通貨の急速な成長により、GPUに新しい市場が生まれました。

-暗号通貨のマイニングでのアプリケーションのおかげで、最近GPUが不足しています。

-グラフィックス処理ユニット（GPU）という用語は、電子デバイスに表示するためにグラフィックスをレンダリングできるチップまたは電子回路を指します。

-「GPU」という用語は、「グラフィックカード」と同じ意味で使用されることがよくありますが、2つは異なります。