GPU

「Graphics Processing Unit」の略です。GPUは、グラフィックス処理を行うよう設計されたプロセッサです。これには2Dと3Dの計算が含まれますが、GPUは主に3Dグラフィックスの描画を得意としています。

歴史

初期のPCにはGPUが搭載されていなかったため、標準的な計算やグラフィックス処理はすべてCPUが行う必要がありました。ソフトウェアへの要求が高まり、グラフィックスの重要性が増すにつれて（特にビデオゲームで）、グラフィックスを描画するための専用プロセッサが必要になりました。1999年8月31日、NVIDIAはGeForce 256という、デスクトップコンピューター向けとして初めて市販されたGPUを発表しました。これは1秒あたり1,000万個のポリゴンを処理でき、グラフィックス処理の大部分をCPUから引き受けることができました。

最初のグラフィックス処理装置が成功すると、ハードウェアとソフトウェアの開発者はすぐにGPUへの対応を進めました。マザーボードには、より高速なPCIスロットが搭載されるようになり、グラフィックスカード専用に設計されたAGPスロットも一般的な選択肢になりました。OpenGLやDirect3DなどのソフトウェアAPIは、開発者がプログラムでGPUを利用できるようにするために作られました。現在では、専用のグラフィックス処理はデスクトップPCだけでなく、ノートブックコンピューター、スマートフォン、ビデオゲーム機でも標準的に搭載されています。

機能

GPUの主な目的は、ポリゴンで構成される3Dグラフィックスを描画することです。ポリゴンの変換の多くでは小数が使われるため、GPUは整数計算ではなく浮動小数点演算を行うよう設計されています。この特化した設計により、GPUは最速のCPUよりも効率的にグラフィックスを描画できます。高性能なGPUにグラフィックス処理を任せることで、現代のゲームが可能になっています。

GPUはグラフィックスの描画を得意としていますが、その処理能力はほかの目的にも利用できます。現在、多くのオペレーティングシステムやソフトウェアプログラムは、GPGPU（グラフィックス処理装置による汎用計算）にも対応しています。OpenCLやCUDAなどの技術により、開発者はGPUを利用して、グラフィックス以外の計算でCPUを支援できます。これにより、コンピューターやその他の電子機器の全体的な性能を向上させることができます。