あなたのパソコンが劇的にパワーアップする、GPUの選び方をご紹介します。この記事では、AMDとNVIDIA、二大巨頭のGPUについて、その違いを徹底的に解説します。
この記事では、パソコンのパフォーマンスを劇的に向上させるためのGPU（グラフィックスプロセッシングユニット）の選び方について詳しく解説します。
特に、市場で主要な位置を占めるAMDとNVIDIAの二大巨頭のGPUについて、その特性と違いを徹底的に比較します。さらに、GPUの基本的な概念から、その歴史と進化、主要な種類とコンポーネント、そしてソフトウェアとの関係についても触れています。
最後に、それぞれのユースケースによるGPUの選び方についても詳しく説明していますので、ぜひ最後までご覧ください。
GPUとは｜グラフィック専用のプロセッサー
GPUは、コンピューターの画像生成と表示を担当する部分です。その主な任務は、3Dアプリケーションやゲームにおける複雑な計算を高速に処理することです。
GPUの歴史と進化
初期のパソコンでは、CPU（Central Processing Unit）がすべての計算を行っていました。しかし、グラフィックスの処理は非常に計算量が多いため、これを専門的に処理する部品としてGPUが生まれました。
初期のGPUは2Dイメージの描画を担当していましたが、時間と共に進化し、3D画像の生成や動画の再生、さらにはAIやブロックチェーンの計算など、幅広い用途に対応するようになりました。
GPUの主要な種類
市場には多くの種類のGPUがありますが、その中でも特に重要なのはAMDとNVIDIAの製品です。
AMDのRadeonシリーズとNVIDIAのGeForceシリーズは、世界中のパソコンで広く利用されています。
GPUの主要なコンポーネント
GPUは主に以下の部分から構成されています。
| GPUコア | GPUの心臓部で、計算処理を担当します。この部分の性能が高いほど、複雑な計算を高速に処理することが可能です。 |
| VRAM | GPU専用のメモリで、画像データやテクスチャなど、グラフィックス処理に必要なデータを一時的に保存します。VRAMの容量が大きいほど、高解像度の画像や複雑な3Dモデルをスムーズに処理することが可能です。 |
| メモリバス | GPUコアとVRAMの間でデータをやり取りするための通路です。メモリバスの幅が広いほど、大量のデータを高速に転送することが可能です。 |
GPUとソフトウェア
GPUはハードウェアだけでなく、ソフトウェアとも密接に関連しています。例えば、ゲームでは、GPUが対応するAPI（Application Programming Interface）が重要です。APIはソフトウェアとハードウェアの間の橋渡し役で、
DirectXやOpenGL、Vulkanなどがよく使われます。これらのAPIは、ソフトウェアがGPUの機能を直接利用できるようにするためのものです。
また、GPUを最大限に活用するためには、適切なドライバーのインストールが必要です。ドライバーはハードウェアとOS（Operating System）の間で情報をやり取りするソフトウェアで、GPUのパフォーマンスを大きく左右します。
GPUの性能評価する指標
GPUの性能を評価するためには、様々な指標を用いることがあります。それぞれが反映するパフォーマンスの側面は異なります。
ベンチマークとテスト
ベンチマークは、同じ条件下でGPUの性能を比較するためのテストです。主に以下の３つの種類があります。
| 合成ベンチマーク | GPUの特定の機能や能力を評価します。3DMarkやPassMarkなどが該当します。 |
| ゲームベンチマーク | 実際のゲームを模したシナリオでGPUのパフォーマンスを評価します。各ゲームタイトルのビルトインベンチマークがこれに該当します。 |
| アプリケーションベンチマーク | 特定のプロフェッショナルソフトウェア（Adobe Premiere Pro、AutoCADなど）のパフォーマンスを評価します。 |
フレームレート（FPS）
フレームレート（FPS）は、１秒あたりに表示されるフレーム（画像）の数を示します。この数値が高ければ高いほど、動きが滑らかに見えます。特にゲームでは、60FPS以上が求められることが多いです。
解像度と画質
解像度は、画面上のピクセルの数を示します。高解像度（例えば4Kや8K）では、より詳細な画像を表示することができますが、それだけ多くの計算を必要とします。そのため、高解像度をサポートするには、高性能なGPUが必要となります。
画質は、テクスチャの詳細度やシャドウの品質、反射の精度など、ゲームの視覚的な要素をどれだけリアルに再現できるかを示します。これらの設定を高くすると、GPUに高い負荷がかかります。
コアとクロック速度
GPUコアの数とクロック速度も、性能評価の重要な指標です。コアの数が多ければ多いほど、並列処理能力が高まります。また、クロック速度が速ければ速いほど、１秒あたりに行える計算の数が増えます。
メモリ（VRAM）
VRAM（Video RAM）は、GPUが画像データを一時的に保存するためのメモリです。VRAMの容量が大きいほど、高解像度の画像や複雑な3Dモデルをスムーズに扱うことができます。
AMDとNVIDIAの主要なGPUラインナップ
AMDとNVIDIAの主要なGPUラインナップについて詳しく説明します。
AMD Radeonシリーズのラインナップ
これらの中で最もパワフルなGPUはAMD Radeon RX 7900 XTXで、その性能は非常に高く、価格もプレミアムGPUとしては適切です。
しかし、そのクリエイティブパフォーマンスは優秀ですが、レイトレーシングはまだNvidiaの最新カードに一世代遅れています。
AMDのRadeonシリーズのラインナップは次の通りです。
| GPU | コア数 | ストリームプロセッサ数 | メモリ帯域幅 [GB/s] | メモリ容量 [GB] | TDP [W] | 価格 | コアクロック [GHz] | メモリクロック [Gbps] | 出力 | 電源コネクタ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| RX 7900 XTX | 16,384 | 163840 | 1,008 | 12 GDDR6 | 300 | $1,000 | 2.75 | 18 | HDMI 2.1 x 2 DisplayPort 1.4a x 3 | 8ピンx2 |
| RX 6800 XT | 16,384 | 163840 | 1,024 | 16 GDDR6 | 300 | $799 | 2.7 | 16 | HDMI 2.1 x 2 DisplayPort 1.4a x 3 | 8ピンx2 |
| RX 6700 XT | 12,288 | 122880 | 512 | 12 GDDR6 | 230 | $649 | 2.4 | 16 | HDMI 2.1 x 2 DisplayPort 1.4a x 3 | 8ピンx2 |
| RX 6800 | 10,240 | 102400 | 512 | 16 GDDR6 | 250 | $579 | 2.1 | 16 | HDMI 2.1 x 2 DisplayPort 1.4a x 3 | 8ピンx2 |
| RX 6600 XT | 2,048 | 20480 | 320 | 8 GDDR6 | 160 | $479 | 2.3 | 16 | HDMI 2.1 x 2 DisplayPort 1.4a x 2 | 6ピン |
| RX 6600 | 2,304 | 23040 | 256 | 8 GDDR6 | 130 | $350 | 2.0 | 16 | HDMI 2.1 x 2 DisplayPort 1.4a x 2 | 6ピン |
| RX 5500 XT | 1,024 | 10240 | 128 | 4 GDDR6 | 120 | $229 | 1.8 | 12 | HDMI 2.1 x 2 DisplayPort 1.4a x 2 | 6ピン |
NVIDIA GeForceシリーズのラインナップ
NVIDIAのグラフィックカードは、優れたパフォーマンスと高度なレイトレーシングとAI機能を提供します。
また、NVIDIAのGPUは、ゲーム以外にも、高解像度のビデオ編集、3Dレンダリング、機械学習などのタスクにも使用されています。
NVIDIAのGeForceシリーズのラインナップは次の通りです。
| GPU | コア数 | ストリームプロセッサ数 | メモリ帯域幅 [GB/s] | メモリ容量 [GB] | TDP [W] | 価格 | コアクロック [GHz] | メモリクロック [Gbps] | メモリクロック [Gbps] | 出力 | 電源コネクタ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| RTX 4090 | 10,752 | 104960 | 960 | 24 GDDR6X | 450 | $1999 | 1.695 | 21 | 19 | DisplayPort 1.4a x 3 HDMI 2.1 x 1 | 8ピンx2 |
| RTX 4060 | 4864 | 128320 | 192 | 12 GDDR6 | 220 | $499 | 1.725 | 15 | 15 | DisplayPort 1.4a x 3 HDMI 2.1 x 1 | 8ピンx1 |
| RTX 3090 | 10,496 | 104960 | 936 | 24 GDDR6X | 350 | $1499 | 1.725 | 19 | 19 | DisplayPort 1.4a x 3 HDMI 2.1 x 1 | 8ピンx2 |
| RTX 3080 | 8704 | 76800 | 760 | 10 GDDR6X | 320 | $799 | 1.725 | 19 | 19 | DisplayPort 1.4a x 3 HDMI 2.1 x 1 | 8ピンx2 |
| RTX 3070 | 5888 | 51200 | 448 | 8 GDDR6 | 250 | $549 | 1.725 | 14 | 14 | DisplayPort 1.4a x 3 HDMI 2.1 x 1 | 8ピンx1 |
| RTX 3060 | 3584 | 38400 | 336 | 12 GDDR6 | 170 | $399 | 1.400 | 12 | 12 | DisplayPort 1.4a x 3 HDMI 2.1 x 1 | 8ピンx1 |
ユースケースによるGPUの選び方
映像編集と3Dレンダリング用途のGPUの選び方
映像編集や3Dレンダリングでは、高速なメモリとパワフルなプロセッサが必要となります。以下に、映像編集と3Dレンダリングに適したGPUをいくつか紹介します。
Nvidia GeForce RTX 3060 Ti
ビデオ編集のための最高の全体的なグラフィックカード。優れた性能と合理的な電力消費を実現しています。
ポチップ
Nvidia GeForce RTX 4080
価格を問わない場合のビデオ編集のための最高のグラフィックカード。非常に高速でパワフルで、8Kに対応しています。
ポチップ
Nvidia GeForce RTX 3050
ビデオ編集に適したエントリーレベルのグラフィックカード。コストパフォーマンスが高く、その性能はまだ十分に有用です。
ポチップ
Nvidia GeForce GTX 1660 Super
エントリーレベルのユーザー向けのグラフィックカード。ビデオ編集には堅実なパフォーマンスを発揮します。
ポチップ
AMD Radeon RX 6800 XT
高解像度の映像、特に8Kビデオを扱うために十分な能力を持っています。
ポチップ
機械学習とAI用途のGPUの選び方
機械学習やAIの計算には、大量の並列処理能力が必要です。これはGPUが得意とする領域であり、そのためGPUは機械学習やAIの研究や開発に広く使われています。
機械学習用のGPUを選ぶ際には、数値計算に関連する以下の要素を考慮しましょう。
| VRAM （ビデオRAM） | 機械学習のモデルは大量のデータを扱うため、高速なメモリへのアクセスが重要です。したがって、多くのVRAMを持つGPUが推奨されます。 |
| CUDAコア | NVIDIAのGPUでは、CUDAコアの数が計算能力を大幅に向上させます。CUDAコアの数が多いほど、同時に多くの計算を行うことができます。 |
| SWの互換性 | 選択したGPUが使用しているソフトウェア、特に機械学習ライブラリ（TensorFlow、PyTorchなど）と互換性があることを確認する必要があります。 |
機械学習とAI用途のオススメのGPUを以下にリストアップします。
Nvidia GeForce RTX 3060 Ti
このカードはビデオ編集において全体的に最良のパフォーマンスを提供します。このカードはVRAMが8GBで、メモリバンド幅が448GB/s、ブーストクロックが1670MHz、シェーダプロセッサが4864、パワーコンシュームプションが200wです。
ポチップ
Nvidia GeForce RTX 4080
これはビデオ編集において最も高価なオプションで、そのパワーは8Kビデオ編集にも対応しています。VRAMは16GB、メモリバンド幅は736GB/s、ブーストクロックは2,505MHz、シェーダプロセッサは9,728、パワーコンシュームプションが320wです。
ポチップ
ブロックチェーンとマイニング用途のGPUの選び方
ブロックチェーンとマイニング用途におけるGPUの選び方は、その効率性と初期コストを重視することが重要です。特に、高いハッシュレートを少ない電力で提供できるGPUが理想的です。
ブロックチェーンとマイニングの推奨モデルは、以下のGPUが挙げられます。
NVIDIA GeForce 3060 Ti
このGPUはゲーミングにも優れていますが、特に暗号通貨のマイニングにも優れています。最も高いハッシュレートを提供するわけではありませんが、手頃な価格であることから問題なく動作するという特徴があります。
ポチップ
NVIDIA GeForce RTX 2070
パフォーマンスをあまり犠牲にせずに、少し安価な選択肢を求めている場合には、このGPUが良い選択肢となるでしょう。
ポチップ
AMD Radeon RX 5700 XT
価格に対する価値が高いと評価されているこのGPUは、その要求価格に対して印象的なハッシュレートを提供します。
ポチップ
AMD Radeon RX 580
予算が限られている場合には、このGPUが理想的な選択肢となるでしょう。
ポチップ
ゲーム用途のGPUの選び方
2023年のゲーム用の最適なGPUについては、以下の要素が重要です。
| パフォーマンス | ゲームは高いグラフィックスパフォーマンスを必要とします。高解像度のゲームをプレイしたり、VRを体験したりする場合は特に重要です。NVIDIAのRTX 3000シリーズやAMDのRX 6000シリーズは、高パフォーマンスなGPUとして広く認識されています。 |
| フレームレート | ゲームは高いフレームレートで滑らかに動作することが求められます。最低でも60FPS（フレーム/秒）が目指すべき目標ですが、一部のゲーマーは120FPSまたはそれ以上を求めるかもしれません。 |
| SWの互換性 | ゲームは特定のGPUに最適化されることがあります。プレイしたいゲームが特定のGPUブランド（AMDまたはNVIDIA）を推奨している場合、その推奨事項を考慮しましょう。 |
ゲーム用途の推奨GPUを、以下にリストアップします。
Nvidia GeForce RTX 3060 Ti
ビデオゲームのための優れた全体的なグラフィックカードです。高いパフォーマンスと合理的な電力消費を実現しています。
ポチップ
Nvidia GeForce RTX 4080
価格を問わない場合の最高のゲーム用グラフィックカードです。高速でパワフルで、最新のゲームや高解像度のVRに対応しています。
ポチップ
GPU周辺機器とシステム要件
GPUの性能を最大限に引き出すためには、周辺機器やシステム要件の選定も重要です。以下に、それぞれの要素について詳しく説明します。
GPUの冷却装置
GPUは高負荷時に大量の熱を発生します。そのため、適切な冷却装置が必要となります。冷却装置には主に以下の種類があります。
| エアクーラー | ファンとヒートシンクで熱を逃がします。比較的安価で、設置も簡単ですが、冷却能力には限界があります。 |
| 水冷クーラー | 液体の流れで熱を逃がします。高負荷時でも安定した冷却性能を発揮しますが、価格が高く、メンテナンスも必要です。 |
メモリ容量
GPUには専用のメモリ（VRAM）が搭載されています。VRAMの容量は、一度に処理できるデータ量を決定します。
映像編集や3Dレンダリング、ゲームなど、高解像度の画像や動画、大規模なデータセットを扱う場合には、大容量のメモリが必要となります。
電源ユニット（PSU）
GPUは大量の電力を消費します。そのため、十分な供給能力を持つPSUを選ぶことが重要です。
また、GPUに直接電力を供給するためのPCIe電源コネクタがPSUに備わっていることも確認する必要があります。
マザーボードとPCIeスロット
マザーボードには、GPUを接続するためのPCIeスロットがあります。GPUの数や種類に合わせて、適切なマザーボードを選ぶことが必要です。
また、マザーボードのBIOS設定でGPUの性能を制限しないようにすることも重要です。
ケースサイズ
GPUは物理的に大きいものが多いです。そのため、ケースのサイズと形状に注意しながら、適切なGPUを選ぶ必要があります。
また、ケース内のエアフローを確保することで、GPUの冷却性能を向上させることができます。
まとめ
この記事は、パソコンのパフォーマンスを向上させるためのGPUの選び方について詳しく解説しました。
特に、市場で主要な位置を占めるAMDとNVIDIAの特性と違いを考慮して選ぶ必要があります。
記事内で紹介した、それぞれのユースケースによるGPUの選び方を参考にいただいて、用途に合ったGPUを選んでください。