GPUの歴史:いつからGPUはこんなに賢くなったのか? | TECH NEWS

GPUの歴史:いつからGPUはこんなに賢くなったのか?

GPUとは?

GPUとはGraphics Processing Unit の略称で、その名の通りPCやワークステーションにおいて画像処理を担当する主要な部品の一つです。高速のVRAM(ビデオメモリ;グラフィックボード上のGPU専用メモリ)と接続され、グラフィクスシェーディングに特化したプロセッサが多く集まった構造を持っています。一つ一つのプロセッサの構造は単純なためその機能はCPUに比べて限定されたものですが、大量のデータを複数のプロセッサで同時かつ並列処理することができます。(http://www.gdep.jp/page/view/248)

GPUがなにやら計算の主役になっている現代ですが、GPUはもともと描画のためのものだったのですね。

そもそも初期、GPUという名前が出てくる以前のグラフィックスコントローラのレベルまで遡ると、グラフィックスコントローラは「メモリをデータで埋め る」のが主な機能であり、その意味では演算器というよりもメモリコントローラに必要な機能が追加されたもの、というレベルに近い。… 演算器そのものは持っているものの、まだプロセッサとは遠い存在だった。 … (http://pc.watch.impress.co.jp/docs/column/1month-kouza/20140404_642769.html)

もともとはグラフィックスコントローラと呼ばれていたようです。

結局、描画のためのものだったGPUに計算能力が備わったために、並列計算処理を行わせることが一般的になってきたというわけです。GPGPUと呼ばれています。

GPGPU(General-purpose computing on graphics processing units; GPUによる汎用計算)とは、GPUの演算資源を画像処理以外の目的に応用する技術のことである(ウィキペディア)。

元々は、科学技術者たちがGPUの並列計算能力を何とか科学技術計算に使えないかと模索した結果、GPUにおける色の計算(シェーダ機能)に目をつけ、計 算プロ グラムにおける変数をダミーの色として与え、そのフィードバックを数値と して写像することで結果を得るという方法を生み出したのが、GPU汎用計算の始まりと言われています。その後、NVIDIA社がCPUの進化に対抗して汎 用計算に対応したGPUを開発し、その統合開発環境としてCUDA(後述)を配信したことで、GPUコンピューティングがより普及するようになりました。(http://www.gdep.jp/page/view/248)

近年、この高い演算能力を持つGPUを本来の画像処理以外の汎用的な数値計算に利用する GPGPU (General Purpose computing on GPU) が注目されています。GPGPUでは、大量のデータをCPU側のメモリからGPU側のメモリ (VRAM) に転送し、この転送されたデータをGPUで並列処理することで、CPU単体よりも高速に処理を行うことができます。(http://aquila.is.utsunomiya-u.ac.jp/ja/index.php?id=34

コンピュータグラフィックス処理の高速化に多くの人は特に関心を持っているわけではないが,GPUメーカがその後考えだしたアイデアがユニファイドシェーダ(Unified Shader)の採用である.ユニファイドシェーダとは,それまでのそれぞれのシェーダ(専用回路)に置き換わるもので,普通の四則演算なども実行可能な汎用的な回路である.汎用的な回路であるため,当然専用回路で全てを構成するよりも多くの面積・電力的な無駄が生じる.しかし,ユニファイドシェーダの採 用には以下のような利点がある.

– ソフトウエアのアップデートにより機能を後から増強できる
– 特定の処理が全ての回路を占めることも可能になり,全ての回路を無駄なく稼働させられる
画像処理以外も計算可能になり,新たな市場を開拓できる

特に最後の点は,GPUメーカにとって重要なことである.(http://www.yasuoka.mech.keio.ac.jp/gpu/gpu_0.php

なるほど、そんないきさつがあったわけですね。GPUは単にPCモニターへの描画機能だけでなく、計算能力を与えられるようになり、CPUなど足元にも及ばない大規模並列計算処理能力を身につけていたのです。


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