GPU（画像処理装置）とは？

GPU（画像処理装置）の意味

もともと画像・映像処理向けに設計された演算装置で、単純な計算を大量に並列実行することに特化している。近年は、その並列計算能力が機械学習（ディープラーニング）の大量の行列演算にも活用され、AI分野で広く利用されている。

GPU（画像処理装置）の具体例

CPUが少数の複雑な処理を順に速くこなすのに向くのに対し、GPUは多数の単純な計算を同時にこなすのに向いており、ニューラルネットワークの学習時間を大幅に短縮できる。

GPU（画像処理装置）は試験でどう引っ掛けられる？

「CPUより高性能」ではなく得意分野が違う。単純な演算を大量に並列実行するのが得意な一方、条件分岐の多い逐次処理はCPUのほうが速い。画像以外の汎用計算に転用する使い方を特にGPGPUと呼ぶ点も押さえる。

GPU（画像処理装置）と関連する用語

• マルチコアプロセッサと並列処理
• 機械学習とディープラーニング

GPU（画像処理装置）が出た過去問

• プロセッサの一つであるGPUの特徴として，適切なものはどれか。

  正解：並列に動作する多数の浮動小数点演算ユニットによって，高速な3D演算ができる。

  要点：GPUは多数の演算器を並列動作させ浮動小数点演算に強い

  GPUは画像処理向けに設計されたプロセッサで、多数の演算ユニットを並列に動作させて浮動小数点演算を大量にこなせる点が特徴である。この並列性は3Dグラフィックスだけでなく、機械学習の学習処理にも活用されている。TPMやFPGA、量子コンピュータとは仕組みも用途も異なる。

  出典：令和8年度 （公開問題） 基本情報技術者試験 kamokuA 問3（IPA）