Graphics Processing Unit(グラフィックス・プロセッシング・ユニット)の略称。コンピューターにおいて画像処理を担う部品だが、近年はそれ以外の用途も増加。ディープラーニングなどの高速演算にも用いられる。

 GPUはコンピューターにおいて画像処理全般を担う部品である。頭脳となるCPUと並び、パソコンに欠かせない構成要素であり、グラフィックス機能を一手に引き受けている。大きく分けて、内蔵型GPUと独立型(ディスクリート)GPUがある。昨今のパソコンではCPUにグラフィックス機能を統合した前者が主流。非常にコンパクトながら高精細な画像・映像表現を可能にする。

 後者の独立型は高性能タイプ。いわゆる「グラフィックスボード」と呼ばれる拡張ボードに搭載され、負荷の掛かるグラフィックス処理に用いられる。身近なところでは3Dゲーム、映像編集、デジタル写真のRAWデータ編集などだ。

 GPUのメーカーとしては米NVIDIA(エヌビディア)、米AMDが有名だ。中でもNVIDIAは高いシェアを誇る。同社は早い段階からGPUの持つ並列計算能力に着目。2006年に画像処理以外の用途にGPUを利用する「GPGPU(General-Purpose GPU)」を推進するため、統合開発環境の「CUDA」を発表。2007年から提供を開始した。

 これにより、GPUが高速演算に用いられるようになり、大学をはじめとする研究機関や企業の開発部門などで活用されている。例えば気体の流れを可視化したり、新製品の設計図をシミュレートしたりといった用途である。

 東京工業大学が所有するスーパーコンピューターの「TSUBAME 2.5」にもNVIDIA製のGPUが多数搭載され、気象予測や地震シミュレーション、医薬品の開発などに利用している。最近ではコンピューターの学習手法の一種であるディープラーニングにも使われるなど、GPUの可能性は大きく広がっている。

●演算用ボードの例
シミュレーションなど高速演算に用いられるNVIDIAの「Tesla(テスラ)」シリーズ。「TSUBAME 2.5」もTeslaを搭載する(撮影:佐藤哲郎)
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出典:日経パソコン 2016年11月14日号 p.11
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