CPU と GPU の比較: 両方を最大限に活用する1

中央演算処理装置 (CPU) とグラフィックス・プロセシング・ユニット (GPU) は、基本的なコンピューティング・エンジンです。しかし、コンピューティングの需要の進化に伴い、CPU と GPU の違いと、それぞれに最適なワークロードは必ずしも明確ではありません。

CPU に依存するケースと GPU を選択するケースを理解する

  • CPU と GPU にはそれぞれ独自の長所があり、将来のコンピューティング・ニーズを満たす上で不可欠な役割を果たすことができます。

  • GPU は統合 GPU およびディスクリート GPU という形で、現在のインテル® 製品の重要な役割を担っています。

  • CPU の重要性は依然として変わりませんが、GPU の恩恵を受けることができるデータセンター・ワークロードの数は増え続けています。

BUILT IN - ARTICLE INTRO SECOND COMPONENT

ディープラーニング・アプリケーション、超並列処理、高度な 3D ゲーム、またはその他の負荷の高いワークロードのいずれにおいても、現在のシステムはこれまで以上に多くのことを実行するよう求められています。中央演算処理装置 (CPU) とグラフィックス・プロセシング・ユニット (GPU) は、役割が大きく異なります。CPU の用途 GPU の用途 新しいコンピューターを購入したり仕様を比較する際には、それぞれが果たす役割を理解しておくことが重要です。

CPU とは
数百万個のトランジスターで構成された CPU には複数のプロセッサー・コアがあり、一般的にコンピューターの頭脳とも呼ばれれます。コンピューターおよびオペレーティング・システムに必要なコマンドとプロセスを実行するように、今日のすべてのコンピューター・システムに不可欠なものです。 また、CPU はネットサーフィンからスプレッドシートの作成まで、プログラムの動作速度を決める上でも重要となります。

GPU とは
GPU は、より小型で特殊なコアを多数搭載したプロセッサーです。 多数のコア間で処理タスクを分割して処理できると、これらのコアが連携して動作し、圧倒的なパフォーマンスを提供します。

CPU と GPU の違い
CPU と GPU には多くの共通点があります。どちらもコンピューティング・エンジンにおいて必要不可欠です。どちらもシリコンベースのマイクロプロセッサーです。そして、どちらもデータを処理します。しかし、CPU と GPU は、それぞれ異なるアーキテクチャーを持ち、異なる目的のために構築されました。

CPU は、幅広い種類のワークロード、特にレイテンシーまたはコアあたりのパフォーマンスが重要なワークロードに適しています。パワフルな実行エンジンである CPU は、少数のコアを個々のタスクに集中させて迅速な処理完了を実現します。これにより、逐次計算からデータベース実行まで、さまざまな作業の処理に特に適していることになります。

GPU は、特定の 3D レンダリング・タスクの加速化のための専門的 ASIC として開発されたことに起源があります。これらの固定機能エンジンは、時間の経過とともにますますプログラムし易くなり、その柔軟性も高まりました。GPU の主な機能として、グラフィックスおよび最新のトップゲームでリアルさを増しているビジュアルが挙げられる一方で、GPU はより汎用性の高い並列プロセッサーとしても進化してきており、処理するアプリケーションの幅は広がっています。

内蔵グラフィックスとは
内蔵または共有グラフィックスは CPU と同じチップに組み込まれています。CPU によっては、専用グラフィックスまたはディスクリート・グラフィックスに依存するのではなく GPU を内蔵しているものもあります。また、IGP または統合グラフィックス・プロセッサーとも呼ばれ、CPU とメモリーを共有します。

統合グラフィックス・プロセッサーは、いくつかの利点を提供します。CPU との統合により、専用グラフィックス・プロセッサーよりもスペース、コスト、エネルギー効率の面で利点があります。 グラフィックスに関連したデータの処理およびウェブの閲覧、4K 映画のストリーミング、カジュアルなゲームなどの一般的なタスク向けの命令を処理するためのパワーを提供します。

このようなアプローチは、ノートブック PC、タブレット、スマートフォン、一部のデスクトップ PC など、コンパクトなサイズとエネルギー効率が重要となるデバイスで最も多く取り入れられています。

ディープラーニングと AI を高速化
現在、GPU はディープラーニングや人工知能 (AI) など、ますます多くのワークロードを実行しています。複数のニューラル・ネットワーク層を用いたり、2D 画像のような特定の大規模なデータセットでのディープラーニング・トレーニングには、GPU またはその他のアクセラレーターが最適です。

ディープラーニング・アルゴリズムに GPU アクセラレーションのアプローチを適用することで、パフォーマンスの大幅な向上が実現し、現実世界における一部の問題のトレーニングを可能な範囲で初めて実行できるようになりました。

時間の経過とともに、CPU とその上で実行されるソフトウェア・ライブラリーが進化し、より多くのディープラーニングのタスクを処理できるようになりました。例えば、広範なソフトウェアの最適化と最新のインテル® Xeon® スケーラブル・プロセッサー・ファミリーの一部であるインテル® ディープラーニング・ブースト (インテル® DL ブースト) などの AI に特化したハードウェアの追加により、 CPU を基盤としたシステムにおいて、ディープラーニング・パフォーマンスの向上が実現しています。

CPU は、言語、テキスト、時系列データにおける高解像度、3D、非画像をベースとしたディープラーニングなどの多数のアプリケーションで性能を発揮します。CPU は、現在の最高性能 GPU よりもはるかに大きなメモリー容量をサポートすることができ、複雑なモデルまたはディープラーニング・アプリケーション (2D 画像の検出など) を実行することができます。

CPU と GPU の組み合わせと十分な容量の RAM により、ディープラーニングと AI の優れたテストベッドを提供します。

CPU の開発における数十年にわたるリーダーシップ
1971年に、シングルチップに完全統合された世界初の商用マイクロプロセッサーであるインテル® 4004 プロセッサーを発表して以来、インテルには CPU イノベーションにおける長い歴史があります。

今日では、インテル® CPU を使用することにより、既知の x86 アーキテクチャー上で必要な AI を必要な場所で構築することができます。データセンターやクラウド向けのハイパフォーマンスなインテル® Xeon® スケーラブル・プロセッサー・ファミリーから、エッジ向けの優れた電力効率を持つインテル® Core™ プロセッサー・ファミリーまで、インテルはあらゆるニーズに対応する CPU を提供しています。

第 11 世代インテル® Core™ プロセッサー・ファミリーのインテリジェントなパフォーマンス
第 11 世代インテル® Core™ プロセッサー・ファミリーは、インテルの洗練されたプロセス・テクノロジーと刷新されたコア・アーキテクチャー、全く新しいグラフィックス・アーキテクチャー、および内蔵型の AI 命令を活用して、最適化されたパフォーマンスと体験をインテリジェントに提供します。

第 11 世代インテル® Core™ プロセッサー搭載システムには、最新のインテル® Iris® X グラフィックス (統合型) が搭載されています。超薄型ノートブック PC などの一部のフォームファクター・ユニットには、インテル® Iris® X アーキテクチャーを基盤とした初のディスクリート・グラフィックス・プロセシング・ユニット (GPU) も含まれます。グラフィックスに特化したインテル® Iris® X MAX により、薄型軽量ノートブック PC でグラフィックス機能が飛躍的に向上し、さらにコンテンツ制作とゲームの強化に向けた優れたパフォーマンスと新たな機能も提供します。

インテル® Iris® X グラフィックスは、コンテンツ制作や写真およびビデオ編集に最適なインテル® ディープラーニング・ブーストを備えた AI を搭載し、さらにより長いバッテリー持続時間を可能にするための低消費電力のアーキテクチャーを採用しているため、設計やマルチタスクが可能です。

インテルのディスクリート GPU
インテルは、インテル® Iris® X アーキテクチャーを基盤とした 2 つのディスクリート GPU オプションを提供しています。

インテル® Iris® X MAX グラフィックスは、インテル® Iris® X アーキテクチャーを基盤とした薄型軽量ノートブック PC 向けの初のディスクリート・グラフィックス・プロセシング・ユニットです。第 11 世代インテル® Core™ プロセッサーとのペアリングに最適化され、コンテンツ制作やゲーミングを強化するためのパフォーマンスおよび新機能がさらに向上しました。

インテル® Server GPU は、新しいインテル® Iris® X アーキテクチャーを基盤としたデータセンター向けのディスクリート・グラフィックス・プロセシング・ユニットです。指数関数的に拡張できるように設計されたインテル® Server GPU は、Android ゲーム、メディアのトランスコード / エンコード、オーバーザトップ (OTT) ビデオ・ストリーミング体験を新たな高みへと引き上げます。

今日では、もはや CPU か GPU のどちらを選ぶという問題ではなくなっています。さまざまなコンピューティングの需要を満たすためには、これまで以上に CPU と GPU の両方が必要です。仕事に最適なツールを使用することで、最良の結果が得られます。

CPU と GPU の比較から CPU と GPU 両方の選択へ

ゲームプレイを強化させたい場合でも、ディープラーニングや超並列処理を追及したい場合でも、インテル® プロセッサーは素晴らしいコンピューティング体験に必要な CPU パワーと統合 GPU 機能を提供します。

ファミリーの最新メンバー

第 11 世代インテル® Core™ プロセッサー・ファミリーにより、迅速かつシームレスに仕事、遊び、制作を行うことができます。

プロセッサーの詳細

インテル® グラフィックス・テクノロジー

スクリーンの前で過ごす時間をガラリと変える、全く新しいグラフィックス・テクノロジーです。

詳しくはこちら

PC のオーバークロックが容易に

インテル® Core™ プロセッサーに最適な使いやすいオーバークロック・ツールキットを使用して、システムを微調整してそのフルパワーを活用してください。

手順を見る

免責事項

1

ベンチマーク結果は、「Spectre」および「Meltdown」と呼ばれる脆弱性への対処を目的とした最近のソフトウェア・パッチおよびファームウェア・アップデートの適用前のものです。パッチやアップデートを適用したデバイスやシステムでは、同様の結果が得られないことがあります。

性能は、使用状況、構成、その他の要因によって異なります。詳細については、www.Intel.co.jp/PerformanceIndex を参照してください。