ビデオカード編 1/4| PCパーツ100選 2010| DOS/V POWER REPORT

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TEXT：石川ひさよし

Windows 7に合わせ、新たな進化が始まる

ビデオカード編

Windows 7ではデスクトップ描画でGPUがより積極的に使われるようになり、グラフィックス以外のアプリケーションでもGPUの活用が進みつつある。そんな中、DirectXへの対応度では、ATIとNVIDIAでは明確な差が付く状況となっている。

■	世代交代を果たしたビデオカード ATI GPUはついにDirectX 11へ

　Windows Vistaからデスクトップ描画にGPUの機能が利用され始め、最新のWindows 7のデスクトップでは新たにDirectX 10.1の機能が利用されるようになった。また、同時にDirectX 11も導入され、ゲームシーンにおける表現がよりリアルなものへと進化しただけでなく、グラフィックス分野以外のアプリケーションでもGPUの高い演算能力を活用するGPGPU（General Purpose GPU）環境がより身近になった。

　こうしたWindows 7の登場に合わせて、ATIとNVIDIAの双方が、新しいGPUを投入している。ATIが9月に発表したRadeon HD 5800シリーズは、初めてDirectX 11にハードウェアレベルで対応したGPUだ。同社はさらに、マルチGPUのRadeon HD 5900シリーズ、アッパーミドル向けのRadeon HD 5700シリーズを矢継ぎ早に投入し、アッパーミドル以上のセグメントがすべてDirectX 11ハードウェア対応となった。2010年初頭にはローエンドやモバイル向けにもDirectX 11対応GPUが浸透することになるだろう。

　一方、NVIDIAでも世代交代が行なわれたが、最新のGeForce GT 240はDirectX 10.1までの対応であり、DirectX 11対応のコンシューマ向けGPUの発表は2010年に持ち越しとなった。現在でも主流となっているのはGeForce GTX 200シリーズおよび、G92コアから派生したGeForce GTS 250などDirectX 10対応のGPU、そして40nm製造プロセスやGDDR5メモリなどを採用した実験的なポジションとなるGeForce GT 240などだ。ただし、NVIDIAの次期GPU（アーキテクチャ）はすでにHPC（High Performance Computing）向けとして「Fermi」を発表しており、これをベースとしたコンシューマ向けのDirectX 11対応GPU「GF100」（コードネーム）の写真なども公開されている。

　GPU全体で見ると2009年は40nm製造プロセスへの移行が進み、GDDR5メモリの本格普及がトレンドとなった。40nm製造プロセスはRadeon HD 4770から導入されたが、当初は歩留まりに問題を抱え、店頭で姿を見かける機会が少なく、搭載製品は一時、幻のカードとも呼ばれた。Radeon HD 5000シリーズでもこの傾向は続いているが、どうやらそろそろ本格出荷が始まるもようだ。また、GDDR5メモリはGDDR3メモリと比べ最大で約5倍の高速化を実現しつつ低消費電力化も図られているビデオメモリ規格であり、ハイエンドGPUが要求する広帯域を実現し、ミドルレンジGPUでも採用が進んでいる。

GDDR5メモリ搭載モデルが増加中
GDDR5メモリは、ハイエンドGPUのみならず、1段狭い接続バス幅のミドルレンジGPUでもメモリ帯域幅を拡大できるため、今後幅広いセグメントで採用が進むだろう

ビデオカード選びの注目トピック1

ATIがDirectX 11対応で先行

DirectXへの対応度という観点から見ると、現在、RadeonがGeForceより一歩進む形となっており、性能面でもRadeon HD 5970の対抗馬が存在しないという意味で、ATIがリードしている状況だ。さらに、GeForce GTX 285/295は終息に向かいつつあり、NVIDIAのフラグシップ不在は鮮明。アッパーミドル帯では最新世代のRadeon HD 5700シリーズに、GeForce GTX 260/275という従来のハイエンドモデルが価格を下げて対抗している。ただし新世代のRadeonもアッパーミドルまで。ミドルレンジやローエンドではATIは旧世代の製品がそのままそのポジションに残っている。一方で、GeForceはこのセグメントに対し9000シリーズのプロセスシュリンク版や改良版などを断続的に投入。NVIDIAの命名ルールはやや分かりづらいが、GT 200系はDirectX 10.1に対応した新コア、9000シリーズはDirectX 10対応の低消費電力モデルという見方ができる。

ビデオカード選びの注目トピック2

ワットあたりのパフォーマンスが大幅に向上

低消費電力化というトレンドはGPUにも波及している。負荷に応じたコア／メモリクロックの調節機能が代表的なものだ。この機能とプロセスシュリンク、そして性能向上によって、数年前のGPUと比較した電力あたりのパフォーマンスは大幅に高まっている。

【検証環境】
CPU：Intel Core i7-975 Extreme Edition（3.33GHz）
マザーボード：ASUSTeK P6T（Intel X58＋ICH10R）
メモリ：ノーブランド PC3-10600 DDR3 SDRAM 2GB×3
ビデオカード：GIGABYTE GV-R587D5-1GD-B（Radeon HD 5870）、GIGABYTE GV-RX387512HP（Radeon HD 3870、OC）
SSD：PhotoFast G-Monster V3 PF25S128GSSDV3（Serial ATA 2.5、MLC、128GB）
OS：Windows 7 Ultimate 64bit版

ビデオカード選びの注目トピック3

Windows 7ではビデオカードの重要度がアップ！

Windows VistaではGPUをデスクトップ描画に活用し始めたが、Windows 7ではさらに一歩これが推し進められた。Windows 7で採用されたWDDM 1.1ではデスクトップ描画時にメインメモリを介すことなくビデオメモリを直接制御することでメインメモリの消費を抑えるようになった。また、動画再生やトランスコードなどにも使われるようになっている。

GPU-Zで読み取るビデオカードのキーポイント

※GPU-ZはATIやNVIDIAの公式ツールではないため、正しい数値などが表示されない場合があります。参考値としてください。

「1」GPU
GPU（Graphics Processing Unit）は主にグラフィックス処理を行なうチップである。ビデオカードの機能、性能はほぼここで決まる。シェーダーやテクスチャユニット、ROP（Rasterize OPeration）ユニット、メモリコントローラなどから構成される。

「2」シェーダー
シェーダーはStreaming Processorとも呼ばれ、GPUの核となる演算回路。従来ピクセルシェーダーとバーテックスシェーダーというように機能ごとに分かれていたが、DirectX 10対応GPUからは一つで両方の機能をこなすユニファイドシェーダーとして統合された。ATIとNVIDIAのGPUでは単位が異なるが、シェーダーの数はGPU性能の一つの目安となる。

「3」DirectX
Windowsに搭載されているマルチメディア機能API（Application Program Interface：OSとアプリケーションの橋渡しをするソフトウェア）群。3D機能が有名だが、そのほかにも音声や入力デバイス、ネットワークなど、さまざまな機能ごとにAPIが用意されている。“SM x.x”はShader Model、すなわち上記のシェーダーのバージョンを示している。

「4」ビデオメモリ
ビデオカード上に搭載されているGPU専用のメモリ。GPU処理能力の向上とともにGPUとビデオメモリ間も広帯域が求められ、GDDR3からGDDR5へと進化した。なお、GPUとビデオメモリをつなぐメモリバスの幅（Bus Width：バス幅）は広いものほど高速。

「5」動作クロック
シェーダーはGPU内部の回路だが、NVIDIAのGPUのシェーダーはコアクロックよりもさらに高クロックで動作するのが特徴。また、ここに表示されるメモリクロックはベースクロックであり、実際のメモリ転送速度はバス幅やメモリの種類によって決まる。

「6」GPGPU
最近では3Dグラフィックス以外の分野でもGPUの高い処理能力を活用する動きが出てきた。これをGPGPUと呼ぶ。対応アプリケーションが必須ながら動画エンコードなどを高速に処理することができる。NVIDIAがCUDAと呼ばれる事実上の自社のGPU向けのGPGPU環境を用意してリードしてきたが、オープン規格のOpenCLや、Windows 7/VistaのDirectComputeといったGPUメーカーを問わない環境が登場している。