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グラフィックカードとは

グラフィックカードとは、単体GPUを中心にチップで構成されたモジュール製品であり、拡張カードのひとつです。
画面を出力(液晶モニタと接続)するために必要であり、描写処理の重い3Dゲームをやるためには、グラフィックカードに高性能な単体GPUが搭載されてなければなりません。

グラフィックカードとは~単体GPUが搭載されるモジュール製品である

グラフィックカード徹底ガイド単体GPUを搭載したモジュール製品。つまり、グラフィックカード。

パソコンユーザーが、半導体チップである単体GPUそのものを購入することはありません。グラフィックカードというモジュール製品に組み込まれた状態で入手します。グラフィックカードには選択肢が多く、グラフィック性能の調整がしやすいメリットがあります。また着脱も簡単です。

モジュールの製品名グラフィックカードは「モジュールの製品名」で呼ばれることはほとんどなく、多くのユーザーは搭載されている単体GPUのチップ名で呼びます。(例えば、GeForce◯◯やRadeon◯◯と呼ぶ)

グラフィックカードの別名

グラフィックボード(グラボ)、ビデオカード、ビデオボート、古い言い方ではグラフィックス・アクセラレーター。 

単体GPUとは、グラフィック専用チップ

グラフィックカードに搭載される単体GPUというのは、グラフィック専用チップとして存在するものです。主な単体GPU製品にはNVIDIA社のGeForceシリーズ と AMD(ATI)社のRadeonシリーズがあります。

GPUは「 GPUコア数 」とか「 シェーダー数 」とかでスペックが表されるように、グラフィックス・シェーディングに特化したプロセッサが多く集まった構造です。CPUに比べて単純な構造であるため汎用性はなく、機能は限定されます。しかし多勢のプロセッサを活かして一気に処理を行える特長があります。つまり「 単調な計算だが大量のデータ 」を短時間で処理する用途に向きます。この用途というのが、まさにグラフィック処理です。

GeForceというGPU半導体
※この写真は、単体GPUであるGeForce 7300 LEの半導体チップ。消費電力や発熱の大きさはこの単体GPUによって決まる。高性能なものほど消費電力が高く、発熱が増大します。

単体GPUの別名

1つの機能のみを備えているシンプルな半導体を「 ディスクリート半導体 」というため、単体GPUでは、別名として「ディスクリートGPU」、「dGPU」と呼ぶ。

グラフィックカードのメーカー

主な単体GPUのチップメーカーはNVIDIA社とAMD(ATI)社の2社で、それぞれ主力製品がGeForceシリーズ と Radeonシリーズです。しかしNVIDIA社やAMD(ATI)社がグラフィックカードを製造しているのではなく、モジュール(グラフィックカード)メーカーが半導体チップのGPUを買い付けて製造しています。

グラフィックカードの設計に関しては単体GPUメーカーの指示があるため、「 同じGPUを搭載しているのに画像処理能力に個体差がありすぎる 」ということはまずないです。(リファレンスモデル)。単体GPUを取り巻く機能、例えば独自の高性能クーラー搭載などで冷却能力に差があるくらいです。

例外としては、オーバークロック仕様にして、処理能力を少し底上げしたものもあります。これはグラフィックカードのメーカーが設計した独自のものなので「独自設計モデル」 (OCモデル)と言います。

ZOTACのグラボ-評判
グラフィックカードのメーカーには、SAPPHIRE、ZOTAC 、MSI、GIGABYTE、ASUS、ELSA、Palit Microsystems 、玄人志向 、GALAXYなどがある。このなかにはマザーボードを製造するメーカーもある。

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グラフィックカードの有無が選択できる例(ローエンド~ミドルPCに多い)

ZOTACのグラボ-評判
ローエンドやミドルレンジPCではマザーボードからの画面出力機能を持つので、グラフィックカードがなくてもモニタに接続することができます。(内蔵グラフィック仕様の場合)。また、後からでも任意でグラフィックカードが搭載できます。

マザーボードからの出力例(グラフィックカードなし)

グラボにモニタ接続
グラフィックカードの搭載がない場合(内蔵グラフィック仕様)は、マザーボードから出ている端子により、モニタ出力を行います。

グラフィックカードからの出力例

グラフィックカード側の端子
グラフィックカード搭載時には、グラフィックカード側の端子とモニタを接続します。また、高度なグラフィック性能を求めていなくても、3~4画面以上のような複数画面出力を行いたい場合はグラフィックカードが必要になります。もちろん、グラフィックカードはモニタ出力のためだけでなく、PCのグラフィック処理向上につながります。

誤接続防止
グラフィックカードを搭載したメーカーパソコンの多くは、誤接続防止の為、マザーボードからの出力端子がキャップで塞がれています。(コストカットのため、やってない場合もある)。

グラフィックカードが物理的に必須となる例(ハイエンドPCに多い)

ZOTACのグラボ-評判
高度なCPUを搭載したハイエンドモデルのPCでは、はじめからグラフィックカードの搭載を前提としているので、この写真のようにマザーボードからの画面出力機能を持たない場合があります。(モニタ接続端子がなく、内蔵グラフィック使用不可の仕様)

ZOTACのグラボ-評判
そのため、グラフィックカードを搭載し、そのグラフィックカードの画面出力端子を実装することでモニタ接続が可能となります。

拡張スロットは、PCI Express × 16

PCI Express × 16の拡張
グラフィックカードを装着する拡張スロットは、PCI Express × 16。従来の規格である「AGP」からPCI Express×16へと主流がバトンタッチしています。※PCI ExpressはPCIe略されることがあります。

×16というのは構造上のレーン数で、スロットの仕様にはx2、x4、x8、x16、x32が存在しますが、グラフィックカードでは基本的にPCI Express × 16がほとんどです。PCI Express × 16については、「パソコンのインターフェース~拡張スロット編」のコンテンツを参照のこと。

PCI Express × 1、× 4、× 8のグラフィックカードも存在していましたが、レーン数が少ないと低速になってしまうので稀な存在でした。しかし、2015年あたりからパソコンスペックの向上(1レーンの速度向上)に伴い、ローエンド向けでは× 8のグラフィックカードが出回るようになりました。× 8のカードを × 16のスロットに装着することがほとんどです。

占有するスロット数

2スロットを占有のグラフィックカード
実際の接続が1スロットであっても、グラフィックカードによって「1スロットか2スロットの占有タイプ」に分かれます。ミドルレンジあたりになると冷却性が高くなるので厚みが増し2スロット占有になり、拡張スロットが1つ利用できなくなります。

旧規格 : AGP(Accelerated Graphics Port)

グラフィックカードでは、PCI Express規格が実用化される以前は「AGP規格」が使われていました。1997年あたりから市場に出始めましたが、2005年ごろにはPCI Express規格に移行されました。

AGP規格
PCI Express規格は、AGP規格とスロットの切り欠き位置が異なるので、間違って搭載することはありません。

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