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GPUについて

水居　徹／アイコムティ

生成AIではGPUというものが必須となっています。GPUとはなんでしょうか？早速ChatGPTに聞いてみます。（ちなみにプロンプトは「GPUについてわかりやすく説明してください」）
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GPU（Graphics Processing Unit）は、パソコンやサーバーに搭載される半導体チップで、画像描写や計算処理を行う役割を担います。以下に詳しく説明します。

  1. GPUとは:

    • GPUは、3Dグラフィックスなどの画像描写に必要な計算処理を行う半導体チップ（プロセッサ）の略称です。

    • パソコンやサーバーに搭載される半導体チップとしては、それらの頭脳にあたるCPUの方が一般的です。

    • GPUは、3Dグラフィックスなどの画像描写のために使われる、もう1つの優秀な頭脳と言えます。

  2. GPUとCPUの違い:

    • CPUもGPUもパソコンやサーバーが機能するために必要な「計算処理を行う」という点は同じです。

    • GPUは、3Dグラフィックスなどの画像描写に特化した並列的な計算処理を得意とします。

    • CPUは、連続的な計算処理を行う司令官であり、HDDやメモリ、OS、プログラムなどを含むコンピューター全体の処理を担当します。

  3. GPUの性能と活用:

    • GPUは、数千個のコアを搭載しており、CPUとは桁違いの計算速度を実現します。

    • 3Dゲームや映像処理など、膨大な計算が必要な場面で活躍します。

    • 最近では、GPUを利用してAIや機械学習の高速な演算環境を構築することも増えています。

簡潔に言えば、GPUは映像を描写するために特化したプロセッサであり、CPUと連携してパソコンやサーバーの処理を効率的に行います。
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そのGPUの開発販売を行っているのがNVIDIA（エヌヴィディア）です。昨年、stable diffusionと出会い、その動作環境にNVIDIAのGPUは指定されているので、初めて知った筆者です。

このNVIDIA、同様にGPTに聞きます。
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NVIDIA Corporation（NVDA）は、アメリカの半導体企業であり、高性能なグラフィックス処理ユニット（GPU）の世界的な主要メーカーです。本社はカリフォルニア州サンタクララにあり、2023年時点でGPU半導体チップの世界市場シェアの約80%を保持しています。

以下にNVIDIAの特長と売り上げの推移、市場価値、世界的なシェアについて詳しく説明します。

  1. 特長:

    • 高性能GPU: NVIDIAは、高度な3Dグラフィックス、人工知能（AI）、機械学習、仮想現実（VR）などの分野で優れたGPUを提供しています。

    • CUDAアーキテクチャ: NVIDIAのGPUは、CUDA（Compute Unified Device Architecture）と呼ばれるプログラム可能なアーキテクチャを採用しており、幅広い計算タスクに対応できます。

    • ディープラーニング: NVIDIAのGPUは、ディープラーニングモデルのトレーニングや推論に広く使用されています。

  2. 売り上げの推移:

    • NVIDIAは、ゲーミング、プロフェッショナルビジュアライゼーション、データセンター、自動車市場向けに製品を提供しています。

    • ゲーミング市場においては、高性能GPUを搭載したグラフィックスカードが人気であり、売り上げを牽引しています。

  3. 市場価値と世界的なシェア:

    • NVIDIAは、AI、自動運転、クラウドコンピューティング、ハイパフォーマンスコンピューティングなどの分野で急速に成長しています。

    • 世界的なGPU市場でのシェアは非常に高く、競合他社を圧倒しています。

    • NVIDIAの技術は、科学、産業、エンターテインメント、医療、自動車、金融など、さまざまな分野で活用されています。

NVIDIAは、革新的な技術と高性能GPUにより、世界中の多くの分野で重要な役割を果たしています。

実際に売り上げ等をGPTに調べてもらうと以下のとおりです。（一部加筆）

  1. 年商（売上高）:

    • 2023年のNVIDIAの年商は約2697.4億ドル（約3.9兆円）

    • 2013年の年商は約43億ドルで、この10年間で62倍に伸びたことに。

  1. 株価:

    • 現在のNVIDIAの株価は約857.74ドルです。

    • 10年前の2013年には、NVIDIAの株価は比較的低かったことを考えると、その成長は目覚ましいものです。

ChatGPTが作成したNVIDIAの株価推移のグラフ

すこしChatGPTに頼りすぎました。
このNVIDIAには世界中のコンピュータ企業がアプローチをしているようです。
特に生成AIが普及し始めて、GPUのニーズが急増しています。NVIDIAは製造を自社でおこなっておらず台湾のTSMCに委託しています。熊本に対規模な工場を新設した会社です。
経済産業省はNIVIDIAを重要な相手と考えており、昨年、NVIDIAのCEOと岸田首相との面会を設定しました。日本では生成AI自体の開発は遅れており、その開発発展を期待すると首相は言っておりましたが、もうそのタイミングではないかと。どちらかというと応用技術の開発に注力すべきでないかと筆者は思っています。

このGPU、eスポーツを含めゲームの世界でのニーズが高かったのですが、最近は生成AIの世界でのニーズが急増。
GPUが装着されたPCは価格も高く、下手するとGPUの価格のPCの価格に占める割合はけっこう大きくなっています。

筆者もstable diffusionを稼働させるのに、GPUの入ったPCを昨年買いましたが、生成Aiをローカルで処理できるのは、じっくりと生成に取り組めるのでよいのですが、一方でGPUの性能やメモリ容量で生成スピードが左右されるのは感じていました。

昨年ごろから、サーバーにGPUを装着したクラウドが出始めていて、当社も取り組むこととなりました。
GPUがサーバーにあることで、サーバー側で生成AIを稼働させることができます。
ChatGPTなどクラウドタイプの生成AIはGPUサーバーによりサービス提供されているものが多くあります。今後はクラウド型のサービスが増えるでしょう。
ただ、クラウド型のサーバーは、利用コストがけっこう高く、利用料以外にデータ転送料や初期費用がかかることが課題でした。

ハイレゾ社（東京）がスタートしたGPUSOROBANというサービスは従来の他社サービスの半額ほどで提供され、しかも初期費用やデータ転送料も無料という画期的なものです。
しかも従量制メニューは1時間50円からという低価格な使用しただけ課金されるというもので、個人レベルでも手が届きそうなサービスです。
1日3時間、毎日使って90時間、つまり4,500円で利用できるわけです。30万円のPCを購入して3年間で割ると月8,333円。GPUの性能や容量を考えるとお得感があります。このサーバーに生成AIを入れると普通のPCやスマホで利用できるようになります。

当社では今月、GPUSOROBAＮの販売代理店としてのハイレゾ社との契約を完了しました。
今月後半からサービス提供を始める予定です。近々、それについて、ここでも紹介いたします。




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