グラフィックカードとは？種類などをわかりやすく解説

1. 画像処理の高速化

グラフィックカードは、GPU（Graphics Processing Unit）と呼ばれる画像処理に特化したプロセッサを搭載している。GPUは、CPU（Central Processing Unit）とは異なり、多数のコアを持ち、並列処理を得意とする。この特性により、CPUだけで画像処理を行う場合よりも、はるかに高速な処理が可能となる。結果として、滑らかな映像表示や、複雑なグラフィックエフェクトの実現に貢献する。

2. 高画質・高精細な映像出力

近年、ディスプレイの高解像度化が進んでいる。4Kや8Kといった高解像度の映像を表示するためには、それに対応した処理能力が必要となる。グラフィックカードは、高解像度出力に対応しており、より美しく、よりリアルな映像体験を提供する。また、HDR（High Dynamic Range）などの最新技術にも対応し、表現力の幅を広げている。

3. 3Dグラフィックスの処理

3Dゲームや3Dモデリング、VR（Virtual Reality）など、3Dグラフィックスを扱う場面では、グラフィックカードの性能が重要となる。3Dグラフィックスは、複雑な計算処理を必要とするため、CPUだけでは処理しきれない。グラフィックカードは、GPUの並列処理能力を活用し、リアルタイムで滑らかな3D映像を描画する。

4. GPGPU（General-Purpose computing on Graphics Processing Units）

近年、GPUは画像処理だけでなく、汎用的な計算処理にも活用されるようになってきている。これをGPGPUと呼ぶ。GPGPUは、ディープラーニングや科学技術計算など、膨大な計算処理が必要な分野で活躍している。グラフィックカードは、GPGPUに対応することで、その活躍の場を広げている。

グラフィックカードは、大きく分けて以下の2種類に分類される。

1. ディスクリートGPU（dGPU）

ディスクリートGPUは、マザーボード上のCPUとは独立した拡張カードとして存在する。GPU、ビデオメモリ、冷却装置などを備えた専用の基板上に搭載されており、高い処理能力を持つ。

メリット:

• 高性能: CPU内蔵GPUと比較して、圧倒的に高い処理能力を持つ。最新の3Dゲームや高解像度動画編集、VRコンテンツ制作など、高いグラフィック性能を要求する用途に最適である。
• 拡張性: 必要に応じて、より高性能なモデルに交換したり、複数枚のグラフィックカードを連携させて処理能力を向上させることも可能である。

デメリット:

• 価格が高い: 高性能な分、価格も高くなる傾向がある。
• 消費電力が高い: 処理能力が高い分、消費電力も大きくなる。
• スペースが必要: 拡張カードであるため、パソコンケース内に十分なスペースが必要となる。

2. 統合GPU（iGPU）

統合GPUは、CPUに内蔵されているGPUである。CPUとGPUが同じチップ上に搭載されているため、省スペース、省電力性に優れる。

メリット:

• 低価格: CPUに内蔵されているため、追加費用なしで利用できる。
• 省電力: ディスクリートGPUと比較して、消費電力が低い。
• 省スペース: マザーボード上に拡張カードを装着する必要がないため、コンパクトなパソコンに搭載しやすい。

デメリット:

• 性能が低い: ディスクリートGPUと比較して、処理能力が低い。3Dゲームや動画編集など、高いグラフィック性能を要求する用途には向かない。
• 拡張性がない: CPUに内蔵されているため、交換や増設ができない。

グラフィックカードの代表的な製品

グラフィックカード市場は、NVIDIAとAMDの2大メーカーがしのぎを削っている。ここでは、それぞれのメーカーから代表的な製品をいくつか紹介する。

NVIDIA

• GeForce RTX 40シリーズ: NVIDIAの最新シリーズ。高性能かつ高効率なAda Lovelaceアーキテクチャを採用し、リアルタイムレイトレーシングやDLSS（Deep Learning Super Sampling）などの最新技術に対応する。ハイエンドモデルのRTX 4090は、圧倒的な性能を誇る。

• GeForce RTX 30シリーズ: Ampereアーキテクチャを採用した前世代のハイエンドシリーズ。RTX 40シリーズ登場後も、コストパフォーマンスに優れた選択肢として人気がある。RTX 3060 TiやRTX 3070など、幅広いラインナップを展開する。

AMD

• Radeon RX 7000シリーズ: AMDの最新シリーズ。RDNA 3アーキテクチャを採用し、高いパフォーマンスと電力効率を実現する。ハイエンドモデルのRX 7900 XTXは、NVIDIAのRTX 4080と競合する。

• Radeon RX 6000シリーズ: RDNA 2アーキテクチャを採用した前世代のハイエンドシリーズ。RX 7000シリーズ登場後も、価格が下がり、コストパフォーマンスに優れた選択肢となっている。RX 6700 XTやRX 6800など、幅広いラインナップを展開する。

その他

• Intel Arcシリーズ: Intelが2022年に投入した新興勢力。Xe HPGアーキテクチャを採用し、XeSS（Xe Super Sampling）などの独自技術を搭載する。まだラインナップは少ないが、今後の動向に注目が集まる。

グラフィックカードとグラフィックボードの違い

「グラフィックカード」と「グラフィックボード」は、しばしば同じ意味で使われるが、厳密には異なる意味を持つ。

グラフィックカード

グラフィックカードは、GPU（Graphics Processing Unit）を中核とする画像処理装置全体を指す。GPUだけでなく、ビデオメモリ、VRAM、冷却装置、各種インターフェースなどを含む。いわば、画像処理を行うためのシステム全体を「グラフィックカード」と呼ぶ。

グラフィックボード

グラフィックボードは、グラフィックカードの中でも、特に拡張カード型のものを指すことが多い。マザーボードの拡張スロットに差し込んで使用するタイプのものを「グラフィックボード」と呼ぶことが多い。

つまり、「グラフィックカード」は画像処理システム全体を指す広い概念であり、「グラフィックボード」は、その中でも拡張カード型のものを指す狭い概念であると言える。

ただし、一般的には、両者を区別せずに使用されることが多い。例えば、CPU内蔵GPUを搭載したノートパソコンでも、「グラフィックカードの性能が低い」という表現が使われることがある。

グラフィックカードやグラフィックボードは、他にも「ビデオカード」や「GPU」と呼ばれることもある。

• ビデオカード: 映像出力を行うカードという意味で、グラフィックカードやグラフィックボードと同義で使われることが多い。
• GPU: グラフィックカードの中核となるプロセッサを指す。しかし、文脈によっては、グラフィックカード全体を指す場合もある。

グラフィックカードは、単に映像を表示するだけでなく、画像処理の高速化、高画質・高精細な映像出力、3Dグラフィックスの処理、GPGPUなど、多岐にわたる役割を担っている。コンピュータにおける映像体験を向上させるだけでなく、様々な分野で活躍する重要な部品であると言える。