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を対象としています。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。

注意

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るため注意してください。

GPUとは?

始めにGPUという存在に関して軽く説明しています。

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つが搭載されています。

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しています。GPUが無いとディスプレイに映像を表示させることができないため、非常に重要な役割を担っています。

また、GPUは上記のような画面出力以外にもグラフィック処理に幅広く関わっており、「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。

このGPUは現在、大きく分けてCPUの内蔵GPU(iGPU)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。その内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は、文字通りCPUに内蔵されたGPUのことです。元々は高いグラフィック性能を必要としていない人が、ビデオカードを用意する出費や手間を無くすのためのものとして出てきたものです。いわば「とりあえず用」みたいな感じで出てきたものです。また、CPUという小さいパーツに内蔵されているためこともあり、内蔵GPUの性能は単体のGPUよりも大幅に低いです。

ただし、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が高い点は魅力です。ゲーム用の単体GPUで有名な「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)。

ただし、確かに内蔵GPUの性能は単体のGPUと比べると圧倒的に劣りますが、性能自体は最近急激に向上しています。高画質な動画を観るくらいなら大体のもので問題ないレベルです。トップのものであれば、重いゲームすらもプレイ自体は可能なレベルまで向上しており、ミドルレンジ未満の単体GPUは不要になったとまで言われ始めています。

ポイント:内蔵GPUでも重いゲームやデータ量の多い動画編集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11月時点)。

また、余計な出費が要らないという以外にも「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(詳しくは後述)。

MEMO:APU

AMDという大手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。通常の内蔵GPUと少し違って、メモリの共有方式等がやや異なるようですが、正直消費者側はただの内蔵GPUと思っても差し支えないです。ただし、メインメモリの性能に内蔵GPUの性能が左右されやすいので、その点だけは留意しておいた方が良いかもしれません。


単体GPU(グラボ):高度な3D描写用

単体の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。CPUから独立しているため別途設置する必要があり、一般的にグラフィックボードやビデオカードというPCパーツをPCI Expressというインターフェースを利用してPCに接続することで使用します。

単体のGPUは、内蔵GPUと比べるとサイズ、消費電力、発熱などに余裕が持てるため、基本的に内蔵GPUよりも圧倒的に性能が高いです。そのため、重いゲームや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がほぼ必須となる訳です。

ただし、基本的に単体GPU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デメリットだけの無用の長物となり兼ねません。万人にとってメリットがあるものではないので、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。20201年1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※ タイプ 備考(2020年12月時点)
Radeon RX 6800 XT
17918
単体 約9万円のハイエンドGPU
GeForce RTX 3080
17642
約10万円のハイエンドGPU
GeForce RTX 3070
13789
7万円前後のハイエンドGPU
GeForce RTX 2070 SUPER
10204
GeForce RTX 2060
7661
3万円台前半の高コスパGPU
GeForce GTX 1660 SUPER
6122
2万円台中盤の高コスパGPU
GeForce GTX 1060 6GB
4210
2016年頃に大流行した高コスパGPU
重めのゲームでもそれなりに動かせるライン(3000以上)
Xe Graphics G7(96EU)
1589
内蔵 Core i7-1165G7 等に搭載
Radeon RX Vega 8(Ryzen 4000)
1402
Ryzen 7 PRO 4750G 等に搭載
Radeon RX Vega 11(Ryzen 2,3000)
1193
Ryzen 5 3400G 等に搭載
Radeon RX Vega 7 Mobile(Ryzen 4000)
1045
Ryzen 7 4700U 等に搭載
Iris Plus Graphics G7
789
Core i7-1065G7 等に搭載
Radeon RX Vega 6 Mobile(Ryzen 4000)
854
Ryzen 5 4500U 等に搭載
Radeon RX Vega 8 Mobile(Ryzen 2,3000)
844
Ryzen 5 3500U 等に搭載
Intel UHD Graphics 630
433
Intel 第8~10世代CPU(デスクトップ)に搭載
Intel UHD Graphics 620
356
Intel 第8~10世代CPU(モバイル)に搭載
※3DMark Time Spy Graphics score。

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です。内蔵GPUは、特に性能の優れたものでもミドルレンジ帯の単体GPUにすら圧倒的に劣っています。

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。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。

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。今となってはやや古いGPUで、性能もミドルレンジでは下位です。それでも、GeForce GTX 1060であれば、今でも最新の重め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)。タイトルにもよりますが、FHDで低設定なら主要な重めのFPSやTPSゲームでおおよそ平均で80~120FPSぐらいになると思います。

次に内蔵GPUの性能を、表に記載した中で最高性能の「Xe Graphics G7(96EU)」を例として見ていきます。この内蔵GPUでどれぐらいゲームが出来るかというと、FHDでは設定を出来るだけ低く設定したとしても、重めのゲームでは平均60FPSに基本届きません。おおよそ平均40~50くらいだと思います。トップクラスの性能のGPUでもその程度です(2020年11月時点)。もちろんタイトルにもよりますし、プレイ自体は基本出来ます。少し前までは「内蔵GPUだと重いゲームはプレイすら不可能」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ます。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、正直まだ変わっていないと思います。

要するに、単体GPUならミドルレンジ程度の性能でも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厳しいと言って過言ではありません。ただし、近年の内蔵GPUの性能向上率は凄まじいです。2021年1月現在でも、最新の高性能なものであれば、重めのゲームも設定を低くすればプレイ自体は可能です。FPS(紙芝居の枚数のようなもの)は低く快適なプレイとは言えないものの、雰囲気を知るためにプレイするというくらいには使えますし、これからの更なる向上も期待できると思います。

ただし、性能は近年で爆発的に向上している

単体のGPUと比べてしまうと圧倒的に劣ってみえる内蔵GPUですが、その性能自体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。

そもそも内蔵GPUで「重いゲームをプレイする」事自体がつい最近まで不可能だったのですが、動作自体は出来るレベルに向上したのです。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なら可能になっています。

また、当然ゲーム以外の動画編集等のパフォーマンスも当然上がっているため汎用性が凄いです。そのため、「がっつりゲームや動画編集をやる」と最初から決めている訳でなければ、とりあえず内蔵GPUでも困ることはほとんど無くなってきています。とはいえ、そのレベルの性能の内蔵GPUはまだ全てのCPUが搭載している訳ではないので、あらかじめ内蔵GPU性能を調べて選んでおくことは結構重要です。

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

  • 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

単体のGPUはVRAMというGPU専用のメモリを搭載していますが、内蔵GPUではこれが基本的に搭載されていません。内蔵GPUが利用するのは、CPUと共通のメインメモリです。メインメモリの一部を借りる形になっています。

メインメモリは元々CPUのためのメモリなので、内蔵GPUに割り当てられるメモリ容量は少ないです。また、速度も単体のGPUのVRAMよりも基本的に低速です。CPUのメインメモリの規格は一般的にDDRというものですが、これよりも単体のGPUに一般的に採用されるGDDRの方が圧倒的に高速です。

要するに、内蔵GPUのメモリは「容量」と「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も当然低くなります。

また、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。CPUに冷却が必須なように、GPUも冷却は必須です。単体のGPU(グラボ)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自体の発熱も多いのに、すぐ傍の内蔵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。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

やや内蔵GPUについて批判的な内容が続いてしまいました。しかし、ここまでの内容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になります。

内蔵GPUによるエンコードが便利

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、内蔵GPUであっても、CPUよりもGPUの方が単純な処理能力自体は圧倒的に上なためです。

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。

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。

そのため、GPUによるエンコードが主目的で、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、内蔵GPUでも要件を満たせるケースは多いです。単体GPUは高価で発熱も消費電力も多いので、内蔵GPUの方が色々と都合が良いケースは多いと思います。

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ため導入する意味はあります。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ことが多いです(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までは短くならないケースが多いです。コスパ的な観点でいえば、エンコードに関しては内蔵GPUよりも単体GPUの方が圧倒的に悪いです。

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。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)が、その反面、DirectX以外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ですし、単純な処理能力が圧倒的なので、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、ゲーム用のベンチマークで「1,000」のスコアを発揮するDirectX用のGPUがあったとします。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・ビデオカードは消費電力が非常に多いです。低負荷時には単体GPUでも少ない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ため結構重要です。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の性能は基本的に、単体のGPUよりも圧倒的に低いです。内蔵GPUのトップ(2020年11月時点)でも、ミドルレンジの単体GPUに遠く及ばないレベルです。重いゲームやデータ量の多い動画や画像編集を快適に行いたいのであれば、内蔵GPUでは厳しく単体GPUはほぼ必須というのが現状です。
  • 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
    内蔵GPUの性能は単体GPUに比べると圧倒的に低いです。ただし、消費電力やパーツ費用、汎用性の高さは単体のGPUよりも優位なので、高いグラフィック性能を求めない人であれば単体GPUを導入するよりもメリットがあります。
  • 内蔵GPUの性能は近年爆発的に向上している
    内蔵GPUの性能は単体GPUには圧倒的に劣りますが、性能自体は近年で爆発的に向上しています。少し前までは重いゲームやデータ量の多い動画・画像編集は内蔵GPUでは「不可能」と言われていたのが、「快適とまでは言えないけどできる」レベルまで向上しています。そのレベルの内蔵GPUは2020年11月時点では一部の高性能なものに限られるものの、あと1~2年もすればそれが一般的になってくると思います。そうなれば、日常的に重いグラフィック処理を行う訳でなければ、多少重い処理が用途でも内蔵GPUで対応できる時代が近付いています。

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。

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