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。内蔵GPUそのものについては、事前にある程度知っている事を前提としていますので、ご了承ください。
※本記事の内容は記事更新時点のものであり、現在は異なる可能性があります。

GPUとは?

PCには演算処理を行うためのプロセッサというパーツが搭載されています。この「プロセッサ」は、一般的なPCには主に2つが搭載されています。中央処理装置のCPU画像処理に特化したGPUと呼ばれる2つです。

GPUという言葉は、PC初級者の方には馴染みがないかもしれませんが、重要な役割を持っています。GPUはPCを使用する上で実質必須のものであり、現在お使いのPCにも必ずGPUが搭載されているはずです。なぜなら、GPUが無いと映像をディスプレイ等の画面に出力できないからです。

このGPUは、大きく分けて「CPUの内蔵GPU(iGPU)」と「単体のGPU(グラフィックボード・ビデオカード)」の2種類があります。本記事で主に取り扱うのは、CPUの内蔵GPU(iGPU)になります。


内蔵GPU:汎用性は高いが、性能は低い

内蔵GPUをざっくり説明すると、基本的に高いグラフィック性能を求めない人が、無駄な出費やグラボ用意の手間を掛けないためのものとして存在するものです。元々は大したグラフィック性能を必要としない人のためのとりあえず用として登場したものでした。最近では性能が大幅に向上していて出来る事の幅は広がりましたが、未だに基本的に単体のGPUより著しく性能は低いです。

とはいえ、高度な画像・動画編集や3Dゲームをしないのであれば、十分な性能を持っています。内蔵GPUの種類にもよりますが、最新のものであれば、多少高画質な動画を見たりや軽いゲームをプレイするくらいなら十分こなせます。また、主要な内蔵GPUは「API」というプログラムの共有方式のようなものに幅広く対応しており汎用性は高いです。見掛けることの多いと思う「NVIDIA GeForce」や「AMD Radeon RX」シリーズはゲームに特化したGPUなので、ゲーム以外は最適化が十分でない可能性があります(とはいえ、GPU自体の処理性能が内蔵GPUと比べると段違いなので、ゲーム以外でも内蔵GPUよりは基本的に性能は上です)。

ポイント:内蔵GPUでもゲームや3Dモデリング等をしなければ特に問題なし
内蔵GPUであっても、ゲーム等や高度なグラフィック処理をしないのであれば特に問題無い性能は持っています。最新の高性能なものであれば、少し重めのゲームでも設定を下げれば動作はするくらいの性能までは向上してきています(2020年4月現在)。

また、余計な出費が必要無いのは前提として、「設置スペースが必要ない」「消費電力も非常に少ない」などのメリットもあります。

CPUとGPUを統合したものもある

AMDというCPUメーカーのCPUの中には、「APU」と呼ばれるCPUとGPUを統合したプロセッサがあります。詳しくはここでは触れませんが、基本的に通常の内蔵GPUよりもやや高性能です。


単体GPU(グラボ):高度な3D描写用

逆に、単体のGPUというのはグラボ(グラフィックボードの略)とよく呼ばれるPCパーツに搭載されているものです。内蔵GPUとは違い、他パーツとは分離された一つのパーツとして存在しており内蔵GPUよりも遥かに性能が高いです。重い3Dのゲームやモデリング、データ量の多い画像や動画の編集などを快適にしたいなら単体のGPUがほぼ必須となります。

ただし、基本的にグラボは高価な上、消費電力や発熱も多く設置スペースも必要となります。高いグラフィック性能を求めない人にとっては費用が高くなるだけの無用の長物となり兼ねません。そこで、そんな人のためにあるのが内蔵GPUという訳です。

グラボとの性能比較(ゲーム)

少し具体的に、CPUの内蔵GPUと単体のGPU(グラボ)との性能の差を見ていきます。今回は「ゲーム」での性能を見ていきます。性能比較表をざっとまとめてみたのでそちらを見ていきましょう。2020年8月時点での新しめの主要GPUを載せています。


デスクトップPC向けノートPC向け

GPU 3DMarkスコア タイプ 備考
GeForce RTX 2080 SUPER 28800 単体 ハイエンドGPU
GeForce RTX 2070 SUPER 24800 ハイエンドGPU
GeForce RTX 2060 19700 ハイエンド下位ぐらい
GeForce GTX 1660 SUPER 15500 高コスパミドルレンジGPU
GeForce GTX 1060 12800 2016年中頃から流行したミドルレンジGPU
重めのゲームでもそれなりに動かせるライン(3DMark 10000程度)
Radeon RX Vega 11(Ryzen 2,3000) 3494 内蔵 Ryzen APU(デスクトップ版)に搭載。
Iris Plus Graphics G7 2864 第10世代Core i(Ice Lake)末尾G7に搭載。
Radeon RX Vega 8 Mobile(Ryzen 2,3000) 2209 Ryzen APU(モバイル版)に搭載。
Radeon RX Vega 6 Mobile(Ryzen 2,3000) 2064 Ryzen APU(モバイル版)に搭載。
Intel UHD Graphics 630 1268 Intel 第8,9世代CPU(デスクトップ用)に搭載。
Intel UHD Graphics 620 1121 Intel 第8世代CPU(モバイル用)等に搭載
Intel HD Graphics 630 1067 Intel 第7世代CPU(デスクトップ用)に搭載。
※3DMarkスコアは、Fire strike Graphic score(1080p)。

内蔵GPUの性能の方が低い

上記の表を見れば一目で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です。内蔵GPUは、特に性能の優れたものでもミドルレンジと呼ばれる中性能帯の単体GPU(グラボ)にすら圧倒的に劣っています。とはいえ、これは元々「内蔵GPU」がPC全体としてのコスト削減や省電力性の向上を代表的な目的とする位置付けなので仕方はありません。

具体的にどれぐらい性能が低いのか?

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一概には言えません。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。とりあえず今回はこれを例にして実際の使用感について言及します。

表にも記載した「GeForce GTX 1060」は、2016年中頃から2019年という長期間に渡って流行した高コスパミドルレンジGPUです。このGTX 1060 であれば、最新の3Dのゲームでもほぼ全てのタイトルで60FPS以上は簡単に出す事ができます(設定調整が必要な場合はあるけど)。

要するに、単体GPUならミドルレンジの性能でもぼ全てのゲームをそれなりに快適にプレイできますが、内蔵GPUはトップクラスの性能のものでも最新の3Dゲームの快適なプレイは「現状不可能」と言って過言ではありません。解像度と他の全ての設定を「最低」にすれば動きはするかもしれませんが、FPS(紙芝居の枚数のようなもの)は非常に低く、快適なプレイとは到底言えないかと思います。もっといえば、局所的な高負荷に耐え切れず「ゲームの強制停止(フリーズ)」や「処理落ち」が多発する事は目に見えており、快適どころかプレイ出来ているとも言えないレベルになるはずです。

元々内蔵GPUは高性能を目指したものではない

記事冒頭でも軽く触れましたが、元々「内蔵GPU」はとりあえず用として使えれば良いという事で登場しました。別途グラフィックボードを用意する費用を削減することを代表的な目的として登場したのです。目的が高性能を目指すためではないので、性能が低いのは仕方のないことです。

とはいえ、現在ではあらゆる端末の小型化が進んでいる上、PCゲームの流行の背景もあり内蔵GPUの高性能化は非常に注目されています。スマホのグラフィック性能にも関係あるというのも大きいです。

なぜ性能が低い?

内蔵GPUの性能が低い要因、要するに単体GPUと違う点について、ざっくりまとめています。

内蔵GPUの性能が低い主な要因

  • 使用メモリーはメインメモリーからの割り当て(共有)で、専用のVRAMを持たない
  • 利用できるスペースが狭い

専用のVRAMを持たない

VRAMというのはGPU専用のメモリーのことです。グラボ(単体のGPU)ではこのVRAMが搭載されており、それを利用しています。VRAMは一般的にGDDRという規格のものが採用されていますが、これはCPUのメインメモリーのために使われる規格のものよりも大幅に高速です。

それに対し、内蔵GPUが利用するのは、CPUと共通のメインメモリーです。メインメモリーの一部を借りるような形での利用となっています。メインメモリーは元々CPUのためのメモリーなので、内蔵GPUに割り当てられるメモリー容量は少ない上、VRAMよりも基本的に転送速度(帯域幅)が大幅に遅いです。

要するに、内蔵GPUのメモリーは「容量」「速度」という重要な2点どちらも単体のGPUより劣っているという訳です。

利用できるスペースが狭い

CPUの内蔵GPUは、CPUの一部にくっ付いている形になるので利用できるスペースが非常に狭いです。利用できるスペースが狭いと、プロセッサ自体も小さくなるので性能は低くなります。

また、関連して発熱の問題もあります。CPUやGPUといった演算処理装置はその小さなチップの中で膨大な量のデータ処理を行います。そのため高負荷時には多量の発熱を伴います。冷却にもそれなりの設備が必要です。

CPU自体も発熱が多いのに、密着したような位置関係の内蔵GPUの発熱も多いとなると、CPU用のファン一つで対応することが難しくなってしまいます。グラボ(単体のGPU)では本体に冷却用のファンが1基~3基搭載されているのが一般的です。CPU用のファン一つでは到底対応できないのは目に見えています。そのため、内蔵GPUは単体のGPU以上にコア数を増やしたりクロックを上げて性能を向上させるのが難しいのです。

ただし良い点もある

内蔵GPUについて批判的な内容が続いてしまいました。しかし、冒頭でも軽く触れましたが内蔵GPUにも良い点はあります。

設置スペースが要らない

内蔵GPUはCPUという必須のパーツに付属しているので、当然別途のスペースは必要ありません。本体の小型化に貢献することができ、モバイル端末にとっては非常に大きいです。また、GPUという発熱量の多いパーツ(熱源)をCPUに付属させ一括で冷却している事も管理が容易で良いです。


内蔵GPUによるエンコード(ハードウェアエンコード)

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。なぜそうなるかをざっくりと言うと、CPUは複雑な処理にも対処できるプロセッサ出来る優位点がありますが、GPUの方が単純な処理能力自体は上なためです。

ここまで「内蔵GPUの性能は低い」という事を説明してきましたが、これはあくまで「他の単体GPUと比較した場合」です。内蔵GPUであっても、単純な処理能力自体はCPUよりも圧倒的に優れているため、CPUによるエンコード(ソフトウェアエンコード)よりは大幅に時間を短縮することが可能です。

もちろん、内蔵GPUでない単体の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(エンコーダを搭載している必要あり)。ただし、ハードウェアエンコードという点に関しては内蔵GPUの方が最適化が進んでいるのか、コアやクロックの仕様差ほどの差がでないという現状があります(2020年4月時点・要確認)。たとえば、単純な処理能力を測るベンチマークスコアで、ある内蔵GPUに対し10倍の性能を持つ単体のGPUがあっても、ハードウェアエンコードに掛かる時間は内蔵GPUによるエンコード時間の10分の1までは短くなりません。

そのため、GPUによるエンコードが主目的でかつ要求スペックの高いゲームをしないという人にとっては、高価で発熱も消費電力も多い単体GPUをわざわざ導入する必要はなく、内蔵GPUの方が色々と都合が良いケースはあります。たとえば、現実世界で撮影した動画をメインに扱うYoutuberなどは最たるケースだと思います。

QSVとVCE

2020年4月現在、Intelの内蔵GPUによるエンコードは「QSV」。AMDの内蔵GPUによるエンコードは「VCE」というものが主流です。単体のGPUの無いPCをお使いの方でも大体のPCではどちらかは利用可能だと思います。


汎用性が高い

上記のエンコードの話とも関連していますが、内蔵GPUは、API(アプリケーション・プログラミング・インターフェイス )と呼ばれるプログラムの共有方式のようなものに幅広く最適化しているため、汎用性が高いです。

単体のGPU(グラフィックボード)を例にすると、たとえば有名なGPUに、NVIDIAのGeForceと呼ばれるシリーズがあります。凄く有名です。GeForceは、DirectXというゲーム用のAPIでの利用に最適化(特化に近い)されています。そのため、DirectX(ゲーム)での処理は非常に得意で、内蔵GPUなんて相手にならないほどの性能を発揮します(上述の表参照)。ただしその反面、DirectX以外での処理はそこまで得意ではありません。

GeForceがゲーム以外に使えないという訳ではないし、他の用途でも基本的に内蔵GPUよりは高い性能は持ちますが、ゲーミング性能差ほどの差は出ないという感じです。たとえば、ゲーム用のあるベンチーマークで1,000のスコアを発揮するDirectX用のGPUがあったとして、同じベンチマークで、ある内蔵GPUは100しかスコアが出なかったとします。10倍の差です。しかしこれは、DirectX(ゲーム)での話です。別のAPI(たとえばOpenGL)での利用では、10倍までの差は基本的につかないと思って良いです。


消費電力が少ない

単体のGPUを搭載したグラフィックボードは消費電力が非常に多いパーツです。低負荷時には単体GPUでも少ない消費電力で動作しますが、内蔵GPUと違って別途電源から電力を供給してもらっている事もあり、低負荷時には内蔵GPUの方が消費電力を節約できます。低負荷時の消費電力の差なんて大きくても数Wとかその程度なので正直無視しても良いんじゃないかと思うレベルにも思えるかもしれませんし、実際デスクトップでは正直無視して良いレベルの差です。ただし、モバイル端末ではバッテリーの持続時間に意外と大きく影響があるので無視できません。単体のGPUを利用したノートパソコンを購入する際は、バッテリー持続時間には注意が必要です。


まとめ

最後に、要点だけを箇条書きでまとめています。

内蔵GPU:要点まとめ
  • 内蔵GPUの性能は、単体のGPU(グラボ)に比べて圧倒的に低い
  • 内蔵GPUでは現状、最新の3Dゲーム等を快適にプレイする事は厳しい
  • 内蔵GPUは性能は低いけど汎用性は高く消費電力も少ないので、重いグラフィック処理をしないならメリットも大きい

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。

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