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、まず始めにより大きな括りのGPUに関しての軽い説明を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というのは、PCに搭載されている処理を行う装置（プロセッサ）の一つです。「Graphics Processing Unit」の略称でGPUとなっており、Graphics（グラフィックス）とあるように、特に画像処理に特化したプロセッサになります。

よく耳にすると思われるCPUはPCの処理を全般的に行う汎用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。

CPUとは異なり、GPUはどの処理にも関わってくる訳ではありません。しかし、画像処理に関しては基本的にGPUが行うため、ディスプレイに映像を表示するのもGPUの役割であり、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）ができません。そのため、GPUはPCにとっては実質必須の重要なパーツです。

GPUは、画面出力以外のグラフィック処理に幅広く関わっており、たとえば「ゲーム」「動画・画像編集」などの際にもその性能が重要になってきます。更には、画像処理以外の用途でもGPUの性能を応用する技術も増えてきているので、年々重要度が増しているのがGPU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です。

内蔵GPUと単体GPU

GPUですが、その種類は実装方法（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「単体GPU」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致命的ではあるものの、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、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ゲームや動画編集は厳しい現状があります。

内蔵GPUはCPUの一部という関係上、使えるスペースが少ない点や、消費電力・発熱やメモリの制限によるものです。そのため、どうしても単体のGPUよりは性能が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。

前述の追加費用の点に加え、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。

最適化については、内蔵GPUは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と呼ばれる映像の圧縮方式に幅広く対応・最適化（エンコーダやデコーダ対応）されていることが多いことを主に指します。

たとえば、ゲーム用のGPUとして有名な「NVIDIA GeForce」や「AMD Radeon RX」シリーズはゲームに特化したGPUです。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が、ゲーム以外への最適化は十分でないことも多いため、ゲーム性能差ほどは差は付かないこともあります（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よりは性能は基本上ですが）。

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ゲームや動画編集には不十分という状況は変わっていませんが、重めのゲームもFHD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FHD程度の軽いものなら意外と快適というレベルまできています。ライトユーザーであれば十分と言えるレベルだと思います。

従来通り軽いゲームや動画鑑賞なら基本十分な性能を持っていますし、一部ではライトユーザー向けのエントリーレベルの単体GPUは不要になったとまで言われ始めています。

単体GPU（グラボ）：高度な3D描写用

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。

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）。

性能の高さの理由は、使えるスペースに余裕があって大型化することができるため、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出来るためです。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、単体のGPU（グラボ）を搭載していれば重いゲームには最低限対応が基本可能となるため、基本的にゲーミング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ます。

その性能の高さは非常に魅力ですが、デメリットとして、非常に高価なことや、消費電力や発熱も非常に多いというデメリットもあります。消費電力や発熱の点は、電源容量の追加やPCの冷却性の強化なども必要となることが基本なので、GPU本体価格以外でも追加費用が必要となることもあり、単体のGPU搭載のPCとそうでないPCとでは価格差がかなり大きいです。

グラボとの性能比較（ゲーム）

ここまでで、「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やすい、「ゲーム」での性能で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。2023年11月時点での主要GPUを載せています。

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。

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」を例として見てみましょう。RTX 3060 Tiは、2020年末頃の高コスパミドルレンジGPUです。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です。これの3D Mark Time Spy Graphics のスコアが大体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の中で最高性能の「Radeon 780M」を例として見ていきます。

「Radeon 780M」は2023年に登場した最新のRyzenに搭載されている内蔵GPUで、その性能は数年前までの内蔵GPUと比べると飛躍的に向上しており、内蔵GPUながら軽いゲームは物凄く快適で、重いゲームすら動作自体は可能なものも多いレベルです。動画編集もFHD以下の軽いものなら比較的快適なレベルです。

従来と比べると非常に高性能になったのは間違いないですが、ベンチマークスコアを見てみると、Radeon 780Mの3D Mark Time Spy Graphics のスコアは大体2,700～2,800くらいです。「RTX 3060 Ti」と比べると4分の1くらいの性能となります。

また、RTX 3060 Tiには高速な8GBのビデオメモリが付属するため、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ります。

もちろんタイトルにもよりますし、少し前までは「内蔵GPUだと重いゲームはどんなタイトルでもプレイすら基本不可能」だったので、重いゲームのプレイ自体は可能になった事は凄いことではあり、性能向上率は凄まじいです。ただし、「快適にプレイできるのは軽いゲームくらい」というところは、正直まだ変わっておらず、単体GPUの優位性は未だに大きいです。

要するに、単体GPUならミドルレンジ程度の性能でも、FHD以下ならほ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重いゲームの快適なプレイは未だに厳しいくらいの差があります。

ただし、内蔵GPUの性能は近年で爆発的に向上している

先にも触れましたが、内蔵GPUも性能は近年爆発的に向上しています。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」という事が不可能というのが一般認識で、実際そうだったのですが、今ではトップクラスのものなら動作自体は普通に出来るレベルに向上しています。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。

ただし、内蔵GPU内でも当然性能差はあるので、その点は注意です。下位CPUでは未だに昔のような性能の低い内蔵GPUもあるので、内蔵GPUで重めのグラフィック処理もやりたい場合には事前のチェックは忘れないようにしましょう。

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、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十分あります。FHDでも、単体GPUは有効です。

4Kなどの超高画質動画になると、扱うデータ量も跳ね上がるため、内蔵GPUでは厳しいです。性能的な面でもそうですが、扱うデータ量が多いとメモリ性能も重要となるため、専用のビデオメモリを持たない内蔵GPUはその面でも不利になってしまいます。

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。