GPUとは？じーぴーゆー
GPUとは、多数の演算コアで単純な計算を並列実行する演算装置。もとは画像描画の座標変換や陰影計算のための専用装置だが、同じ演算を大量のデータへ一斉に適用する構造が行列演算と相性がよく、機械学習の学習処理や科学技術計算にも使われる（GPGPU）。
最終更新：2026-10-06
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CPUは分岐予測やキャッシュに面積を割き、1本の命令列を速く流すことに最適化されている。しかし画素ごとに同じ計算を数百万回繰り返す描画処理では、1本を速くするより多数を同時に流すほうが効く。この要求から、制御回路を削って演算器を並べた構造が生まれた。深層学習の行列積が同じ形をしていたため、用途がそのまま横へ広がった。
具体例
NVIDIAが2007年に公開したCUDAはGPUを汎用計算に使う開発環境で、これを境にGPGPUが実用化した。Googleは機械学習に特化したTPUを自社開発している。シラバスもCPU・GPU・DSP・FPU・GPGPU・AIチップ・TPUを並べ、役割の違いで区別することを求めている。
試験での引っ掛け
「GPUのほうが速い」ではなく用途の違いで押さえる。条件分岐の多い逐次処理はCPUのほうが速く、GPUが効くのは同一演算を大量データへ適用する場合。またGPUは主記憶とは別のVRAMを持ち、その間の転送が律速になるため、小さな計算を頻繁に投げる使い方では逆に遅くなる。
関連用語
出た過去問
問題文で直接問われたものと、解説の中で触れられたものが含まれます。
出典：令和7年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問57（IPA）
生成AIの処理などで用いられる、大量に発熱するGPUを搭載したサーバを、空気冷却よりも少ない消費電力で効率良く冷却できる液体冷却の一つに液浸冷却がある。液体冷却…
正解：a, c
要点：液浸冷却は絶縁液にサーバごと浸し、単相方式と二相方式がある
液浸冷却は、サーバを筐体ごと絶縁性の液体に浸して直接冷却する方式である（c）。液体を循環させて熱交換器で冷やす単相方式と、液体の気化熱を利用する二相方式がある（a）。冷媒には電気を通さないフッ素系などの液体を使うので水は用いず、金属板（コールドプレート）を介する方式は直接液冷（冷却板方式）であり液浸ではない。
出典：令和3年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問10（IPA）
ディープラーニングの学習にGPUを用いる利点として、適切なものはどれか。
正解：汎用の行列演算ユニットを用いて、行列演算を高速に実行できる。
要点：GPUは行列演算の並列処理が速くDLの学習に効く
GPUは多数の演算コアが同じ命令で大量のデータを並列処理する構造をもち、行列・ベクトル演算を非常に高速に実行できる。ディープラーニングの学習は行列積の反復が計算量の大半を占めるため、この特性が直接効いて学習時間を大幅に短縮できる。
出典：令和4年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問8（IPA）
ディープラーニングの学習にGPUを用いる利点として、適切なものはどれか。
正解：行列演算ユニットを用いて、行列演算を高速に実行できる。
要点：GPUの利点は行列演算を大規模並列で高速化できること
GPUは多数の演算コアを同じ命令で一斉に動かすSIMD型の構成で、行列積やベクトル演算を並列に処理する専用ユニットを備えています。ディープラーニングの学習は膨大な行列演算の繰返しなので、この特性が速度向上に直結します。
出典：令和7年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問9（IPA）解説で登場
画面表示用フレームバッファがユニファイドメモリ方式であるシステムの特徴はどれか。
正解：主記憶の一部を表示領域として使用する。
要点：ユニファイドメモリは主記憶の一部をフレームバッファに共用する
ユニファイドメモリ方式は、専用のビデオメモリを別に持たず、主記憶の一部を画面表示用のフレームバッファとして割り当てて共用する方式である。専用メモリが不要なため低コスト化できる一方、CPUとGPUが同じメモリ帯域を奪い合うため性能面では不利になりやすい。
出典・参考
公式シラバスの2 コンピュータシステム ＞ 1. プロセッサ ＞ (3) プロセッサの種類に掲載されている用語です。
解説は資格暗記が独自に作成しています。過去問の出典は各問題に記載のとおりです。