内蔵GPUの性能をざっくり解説【性能比較】

内蔵GPUの性能についてざっくり解説しています。WindowsPCに採用されるCPUの内蔵GPUを対象としています。

はじめに：GPUとは？

本記事で扱うのは内蔵GPUですが、まずはGPUに関しての全般的な説明を軽くしておきたいと思います。

GPU：画像処理に特化したプロセッサ

「GPU」とは「Graphics Processing Unit」の略称で、並列処理を得意とする特に画像処理に特化したプロセッサです。

基本的に、GPUが無いとディスプレイに映像を表示させること（画面出力）ができないため、GPUはPCにとっては実質必須の重要なパーツです。PCやスマホなどの映像表示を伴うコンピューターには基本的に搭載されているものになります。

「CPU」がPCの処理を全般的に行うプロセッサなのに対し、GPUはグラフィック処理を主に担当する特化型のプロセッサという感じです。GPUはCPUの画像特化版と考えると分かりやすいかと思います。

また、GPUは画面出力以外のグラフィック処理にも幅広く関わっています。一般消費者がよく利用する用途では「ゲーム」「動画・画像編集」などが挙げられ、これらを日常的に行う人は高性能なGPUが欲しくなります。

更には、GPUを画像処理以外の用途でも応用する技術（GPGPU）も増えてきているのもポイントです。

近年では特にAI関連の技術もGPUの性能を利用しているケースが多く、特に最先端技術では大きく貢献することも多いため、その需要は増すばかりです。

内蔵GPUと単体・分離GPU

GPUの種類は実装方法（PCへの組み込み方）に応じて大きく2種類に分けられます。その内の一つが、本記事のメインテーマである「内蔵GPU」で、もう一つが「単体GPU・分離GPU（ディスクリートGPUなどとも呼ばれる）」です。

それぞれの特徴は下記にまとめていますので、そちらをご覧ください。

上記の説明は大まかなものなので、もう少し詳しい比較と説明を次から見ていきたいと思います。

また、GPUの全般的なことについては下記の記事にてもう少しだけ詳しく扱っているので、こちらも興味があればご覧ください。

GPU（グラボ）とは？【ざっくり解説】

内蔵GPUと単体GPUの特徴比較

内蔵GPUと単体GPUの特徴について軽く触れたところで、それぞれの特徴にもう少し踏み込んで見ていきたいと思います。

基本的には、内蔵GPUは性能は低いけどコスト面や発熱・消費電力の面で有利なのに対し、単体GPUは性能は高いけど、価格や消費電力・発熱面では良くないといった感じになります。下記に、ざっくりと比較した表を載せているのでそちらを見てみましょう。

次に、それぞれの特徴を見ていきます。

内蔵GPU：汎用性は高いが性能は低い

まずは内蔵GPUの特徴をまとめています。処理性能が低い点が大きなデメリットではあるものの、実はその他の面では優秀なので、重いグラフィック処理をしないのであれば優れた選択肢となります。

追加費用がわずか（もしくは無し）で使える内蔵GPUは魅力的ですが、やはり単体GPUよりも性能が大幅に低い点が大きなデメリットです。重い3Dゲームや動画編集を快適に行うのは厳しいです。

原因としては、内蔵GPUはCPUの一部なので使えるスペースが少ないことや、消費電力・発熱やメモリの制限によるものが考えられます。そのため、基本的に単体のGPUよりは性能が大幅に低くなってしまいます。

ただし、内蔵GPUには実はメリットもたくさんあります。

前述の追加費用がわずかという点に加え、消費電力・発熱が少ない点がある他、様々な用途に最適化されている点もあります。

消費電力・発熱面では、内蔵GPUは使える電力が少ないために優秀というのもありますし、CPUに付属しているため、冷却用のファンを別に用意する必要が無い点も良いです。

最適化については、GPUがグラフィック処理を行う際には、処理に応じた方式に対応・効率化されている必要があるのですが、内蔵GPUは対応している方式が多いのが基本なのが優秀です。

もう少し踏み込んでいうと、APIというプログラムの共有方式のようなものや、映像コーデック（h264、VP9、AV1など）と呼ばれる映像の圧縮方式に対してエンコーダやデコーダが搭載されていることが多いことを主に指します。ただ、ちょっとイメージが付きにくいと思いますが、例え話で軽く説明してみようと思います。

まず、グラフィックボードといえば「NVIDIA GeForce」や「AMD Radeon RX」シリーズなどのゲームに特化したGPUが特に有名です。これらはゲームにおいては内蔵GPUより何倍も高性能なのが普通です。2024年の人気モデルでのゲームベンチマークスコアで比較してみると、大体7倍～10倍レベルの差が付いたりします。

しかし、GeForceやRadeon RXはゲーム向けのGPUであるため、実はゲーム以外への最適化は十分でないことも多いです。基本スペックが内蔵GPUと比べると桁違いなので、ゲーム以外でも内蔵GPUよりは性能は基本上にはなるのですが、ゲームにおける圧倒的な差ほどでは無かったりすることも多いです。

たとえば、動画のエンコード速度で比較すると、ゲームでは7倍～10倍の差がある場合でも、2倍～3倍程度の差に留まったりします。単体GPUの方がもちろん圧倒的に高速ではありますが、費用を考えれば一考の余地があるレベルにはなっていると思います。

更に、メモリについて、速度では単体GPUのVRAMには敵いませんが、グラボのVRAMは後から変更が不可能なのに対し、メインメモリは増設が比較的容易であり、iGPUの割り当てメモリ量はそれなりに確保することができるケースもあるのは場合によってはメリットです。

たとえば、メモリ速度よりも容量が重視される処理の場合には、VRAMがわずかしか存在しないエントリーGPUよりは、多くのメモリを割り当てられた内蔵GPUの方が優位になるケースも考えられます。

他にも、別途設置するスペースが必要無いこともメリットですし、高いグラフィック性能を必要としないなら、内蔵GPUは実は優秀な選択肢です。

また、内蔵GPUの性能が近年で急激に向上している点も見逃せません。重い3Dゲームや動画編集を快適に行うのは厳しいという状況は変わっていませんが、重めのゲームもフルHDなら動作自体は可能なレベルに達していたり、動画編集もフルHD程度の軽いものなら意外と快適というレベルまで到達しています。

この内蔵GPUの飛躍的な向上により、今までは古いグラボでも最低限のグラフィック性能を備えた安価な製品は価値がありましたが、現在では需要が低くなりました。

単体GPU（グラボ）：高度なグラフィック処理用

単体GPUというのは、CPUを含む他パーツから独立したGPUのことを指します。一般的に、単体GPUを搭載したグラフィックボードやビデオカードと呼ばれるPCパーツをPCに搭載することで利用します。内蔵GPUと比較する際には、「ディスクリートGPU（dGPU・分離GPU）」と呼ばれることも多いです。

単体のGPUは、性能の高さと強力なビデオメモリが強みのGPUです。内蔵GPUでは厳しい重い3Dゲームや動画編集にも対応することができます（もちろん製品ごとの性能差はあるけど）。

内蔵GPUと違って設置スペースや電力面で余裕があるため、大型の冷却機構やGPU専用のビデオメモリを搭載することができ、非常に高い性能を発揮します。いわゆる「エントリークラス」と呼ばれる低グレードの単体GPUでも、内蔵GPUのトップよりも高性能なことが基本なくらいには性能には大きな差があります。

よって、新しめの単体のGPU（グラボ）を搭載しているというだけで、重いゲームには最低限対応が基本可能となりますし、その他のグラフィック処理への対応力もグッと上がります。そのこともあり、基本的にゲーミングPCやクリエイターPCと呼ばれるものは、単体のGPU（グラボ）の有無で呼び分けられていることが多いです。

しかし、単体のGPUにはデメリットとして、非常に高価な点や、消費電力や発熱も非常に多い点があるのは要注意です。

価格は、2024年2月時点での人気製品を例に見てみると、大体3万円～10万円くらいです。グラボ無しのPCと比べて、単純にこの金額が最低でも上乗せされるので、価格差は圧倒的で非常に高価になることがわかると思います。

また、発熱への対応のために冷却ファンを別途搭載する必要が出てくるので、PCが大型化しやすい点もデメリットです。

グラボとの性能比較（ゲーム）

ここまで、「内蔵GPUと単体GPUは性能差が大きい」ということを繰り返し触れてきましたが、具体的なイメージがつきにくいかと思うので、ここで数値で比較してみたいと思います。

グラフィック性能は様々な用途がありますが、ベンチマークスコアが豊富で比較しやすい、「ゲーム」のベンチマークスコアを見ていきたいと思います。下記に表でざっとまとめてみたのでそちらを見ていきましょう。2024年2月時点での主要GPUが基準です。

内蔵GPUの性能が圧倒的に低い

上記の表を見ればわかるかと思いますが、単体のGPUと比較すると内蔵GPUの性能は圧倒的に低いことがわかります。単体GPUがゲーム用で、ゲームのベンチマークでの比較なので尚更その差が出やすいという点はありますが、ゲーム以外でもさすがにこの差が埋まることはないレベルの差があります。

内蔵GPUのトップでも、ミドルレンジGPUに大敗（3～4倍の差）

一口にGPUの性能といってもGPUの使い方は一つではないので、性能差を一概に語ることはできません。

ただし、恐らく一般ユーザーが高性能GPUに求める一番多い事は「ゲームを快適にプレイできる」ことです。今回はとりあえずこれを例にして実際の使用感について言及します。上記の性能比較表もゲームのベンチマークを基にしたものになります。

表にも記載した「GeForce RTX 3060 Ti」を例として、ゲームベンチマーク（3D Mark Time Spy Graphics）で少し見ていきましょう。RTX 3060 Tiは、2020年末頃に登場した高コスパミドルレンジGPUで、1080p（FHD）なら重いゲームでも大体それなりに快適なプレイが可能なGPUです。これのスコアが12,000程度です。

それに対し内蔵GPUの性能を見ていきます。表に記載した内蔵GPUの中でトップクラスの性能を持つ、2024年発売の「Ryzen 7 8700G」搭載の「Radeon 780M」を例として見ていきます。

「Radeon 780M」のスコアはメモリによって多少変わるものの、3,300～3,500程度です。「RTX 3060 Ti」と比べると3分の1未満の性能となります。

また、単体のGPUでは高速な専用ビデオメモリ（VRAM）が付属するため、動画編集やより高い解像度のゲームでも高い性能が見込めますが、内蔵GPUでは共有メモリの帯域幅や消費電力の少なさがネックとなるため、より高負荷な処理では更に不利となることが多いです。

このように、内蔵GPUと単体GPUとではかなりの性能差があるため、重いグラフィック処理を前提とするなら単体GPUの導入が推奨されます。

ただし、内蔵GPUの性能は近年で飛躍的に向上している

内蔵GPUの性能が単体GPUに圧倒的に劣るのは事実ですが、内蔵GPUの性能は近年飛躍的に向上している点はポイントです。本当に驚愕の速度で性能が向上しています。

数年前までは「内蔵GPUで重いゲームをプレイするのは不可能」というのが一般認識でしたが、今では上位の内蔵GPUでフルHD以下であれば、やや重めのゲームも動作は普通に出来るレベルになっています。動画編集などにおいても同様です。

今までは内蔵GPUでは雰囲気を知るためにプレイするという事すら基本不可能だったのが、最新の高性能な内蔵GPUなら動作自体は可能というレベルになっているというのはかなり大きいです。

2024年現在ではそこまでの性能が得られるのは内蔵GPU中でも上位ものに限られる点は注意ですが、ライトユーザーであればもうグラボ搭載機を候補に入れる必要性は薄れてきているのもまた事実です。

内蔵GPUで出来ることと出来ないこと

内蔵GPUで出来ることと出来ないことを、ざっくりと用途別にまとめています。

動画の鑑賞

動画視聴は、FHD以下の解像度なら内蔵GPUなどを気にせずとも基本的に快適です（低性能でないCPUなら）。ただし、4Kなどの超高画質動画だとGPUが動画のコーデックに対してデコードに対応していないと非常に重いです。なぜかいうと、GPUが動画のデコードをすることができない場合には基本的にCPUが全ての処理を行うことになりますが、これは画像処理に特化している訳でないCPUによってはかなりかなり重い処理となるためです。そのため、GPUがデコードに対応していれば快適だけど、対応していなかったら凄く重くて、CPUの性能によってはまともに観れないという感じになります。

ざっくりと説明すると、動画というのは元のままだと容量が非常に大きいため、Web上で公開するなどして観て貰うためには圧縮することが必要となります。これをエンコード（符号化 / 暗号化）と呼びます。

エンコード（圧縮）された動画はそのままでは利用することが出来ないため、実際に視聴するにはそのデータを基に視聴できる動画にする必要があります。この作業をデコード（複合化）と呼びます。そのため、動画を視聴するために重要な性能というのはこのデコードの性能になります。

このデコードですが、基本的にはCPUがこなしますが、元動画自体の容量（データサイズ）は非常に大きいため、4Kなどの超高画質動画などはCPUデコードだとかなり負荷が大きいです。最新の高性能CPUならCPUデコードだけでも4K動画を視聴することは不可能ではないですが、CPU使用率は高くなってしまい、発熱や消費電力、その他の作業に影響が出てしまうため、あまり好ましくありません。低性能なCPUでは視聴自体が厳しいです。

そんな時に有難いのがGPUによる動画の再生支援です。ブラウザやGPUが動画のコーデックに対応したデコーターを備えていれば、デコードの補助をしてくれるため、CPUの負荷が大幅に軽減してくれます。ざっくりとまとめると下記のようになっています。

FHD程度の動画ならたとえGPUの再生支援が無くても普通に観れますし、4Kでアップされた動画も画質を下げて観ることは基本可能なので、視聴自体が出来ないということは基本無いと思います。また、GPUの再生支援は非常に有難い機能ではありますが、いつでも必ず使えるというものではありません。動画視聴について環境変化にもある程度対応したいなら、少しでも新しいGPUにするというのも効果はありますが、高性能なCPUを搭載することの方が確実です。

今の有名な動画配信サイトで有名な動画コーデックはH.264やVP9となっていますが、これらのコーデックには新しめのCPUの内蔵GPUなら大体対応しているため、4Kであっても快適に視聴が可能なはずです。ただし、このコーデックは時代によって移り変わっていくものなので、将来的には動画の主要コーデックが変わってしまいGPUの再生支援を受けれなくなって重くなってしまうということも十分にあり得ます。

次に主流となっていくかもと言われているのは、ロイヤリティフリー（らしい）の「AV1」やH.265の標準後継の「H.266」とされていますが、AV1ですら最新のGPUでやっと対応してきた感じで、H266に関してはまだ全く対応されていないレベルです（2021年6月時点）。今後主要コーデックがどうなっていくのはかわかりませんが、将来性も考えるならAV1には対応していると少しは安心できるかもしれません。2021年6月時点では、内蔵GPUではIntelの第11世代CPUの内蔵GPU（Tiger Lake / Rocket Lake）、単体のGPUではNVIDIA RTX 30シリーズ、AMD Radeon RX6000シリーズなどの最新GPUが対応しています。興味のある方は調べてみてください。

ゲーム

ゲームは、軽いゲームなら内蔵GPUでも十分いけますが、やはり重いゲームは厳しいです。

ただし、最近の内蔵GPUの性能は急激にしているため、プレイできれば良い（FHD低設定 平均30～60fps）くらいなら、最新の上位のものならいけるくらいにはなってきています。詳しい性能については、上述の性能比較参照です。

とはいえ、やはり重いゲームだとfpsは低く安定しないため、がっつりゲームをやりたいなら単体のGPUを導入することをおすすめします。

動画のエンコード

動画などのエンコードは、CPUによるエンコード（ソフトウェアエンコード）よりもGPUによるエンコード（ハードウェアエンコード）を利用する方が時間を大幅に短縮する事ができます。それも、2倍とか3倍のレベルではなく、基本10倍以上短くすることができます（CPU（内蔵GPU）や動画（コーデック）にもよるけど）。これは、内蔵GPUであっても、CPUよりもGPUの方が画像処理は得意なためです。

CPUというのは汎用プロセッサという位置付けになっており、複雑な処理にも対応できる設計になっています。対してGPUは、特化型のプロセッサという位置付けのもので、CPUよりも対応できる処理が限られてしまうものの、純粋な処理能力は非常に高いです。そのため、要求スペックの高いゲームをしない、FHD以下の動画やGPUによるエンコードが主目的の人なら、内蔵GPUでも要件は満たすことができます。

とはいえ、もちろん単体のGPUでもハードウェアエンコードを利用する事は可能ですし（エンコーダを搭載している必要あり）、性能も内蔵GPUよりも基本的に高いです。導入する価値は十分あります。

動画編集

動画編集については、使うソフトや処理によっても異なると思うので一概には言えませんが、FHD以下なら基本的に内蔵GPU（CPU）でも何とかなると思います。

ただし、解像度が高い動画では書き出しやプレビュー時などの処理ではもっさり感が生まれる可能性はありますし、GPUに使われるメモリの性能が関わってくることもあるので、動画編集においても日常的に重い処理をするなら単体GPUが出来れば欲しいです。

まとめ

最後に、要点だけを箇条書きでまとめています。

記事はここまでになります。ご覧いただきありがとうございました。