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:とりあえず使える用

内蔵GPUをざっくり説明すると、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、とりあえず用として存在するものです。とりあえず用なので、基本的に単体のGPUより性能は著しく低いです。

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。更に、「API」というプログラムの共有方式のようなものが幅広く対応しており、汎用性は高いです。

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。何なら、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。3Dのゲームやモデリングなどをしたいなら、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。GPUの主要な利用目的は「ゲーム(DirectX)」「3D画像処理(OpenGL)」の二つだと思いますが、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。2019年7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 27620 単体 ハイエンドGPU
GeForce RTX 2070 23373 ハイエンドGPU
GeForce RTX 2060 19338 ハイエンド下位ぐらい
GeForce GTX 1660 Ti 16024 ミドルレンジGPU。1060の後継として期待
GeForce GTX 1060 12816 2016年中頃~2019年にかけて流行したミドルレンジGPU
大体のゲームをそれなりに動かせるライン(3DMark 10000程度)
Radeon RX Vega 11 3494 内蔵 Ryzen APUに搭載。一般的な内蔵GPUではトップクラス。
Radeon RX Vega 8 2209 Ryzen APUに搭載。デスクトップ版もある。
Radeon RX Vega 6 2064 Ryzen APUに搭載。デスクトップ版もある。
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を代表的な目的とする「とりあえず用」という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と共有で、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。

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です。また、メインメモリーは、VRAMよりも基本的に転送速度が遅いです。

要するに、内蔵GPUは「メモリー」において、「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

当然ですが、内蔵GPUは、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、当然プロセッサ自体も小さいものしか使えないので性能は低くなります。また、問題はそれだけではありません。発熱の問題があります。

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。

もし内蔵GPUの処理能力が劇的に向上したとしたら、発熱も当然多くなります。CPU自体も発熱が多いのに、密着したような位置関係のGPUの発熱も激増してしまうと、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、それだけで冷却用のファンが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。


内蔵GPUが単体GPUの性能に追い付くのは、かなり厳しいと言わざる得ません。

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、基本的に、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、性能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が、内蔵GPUによるものの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。

たとえば、NVIDIAというGPUメーカーにGeForceと呼ばれるGPUシリーズがあります。凄く有名です。これは、DirectXというゲーム用のAPIでの利用に最適化されています。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)。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(出来ない訳ではないけど)。

仮に、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。

とはいえ、「最近ではGeForceでもOpenGLをそれなりにこなせるようになってきたので、ゲームにも強いGeForce選んだ方が賢い」とか、そもそも「GeForceがOpenGLが苦手なのは、NVIDIAがしないだけで実はやろうと思えばできる」などの意見もあるようなので、参考までにお願いします。


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。内蔵GPUの方が消費電力は少ないです。当然低負荷時には単体GPUでも省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、消費電力はやはり内蔵GPUの方が節約できます。デスクトップでは正直無視して良いレベルの差ですが、モバイル端末ではバッテリーの持続時間に多少なり影響があるかと思います。外部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
  • 現状では、最新の3Dゲーム等を快適にプレイする事は不可能

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。

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。