一変するAIコンピューティングの世界:GPUの歴史と進化を探る | GPGPU,NDIVIA

ホーム » AI » 一変するAIコンピューティングの世界:GPUの歴史と進化を探る | GPGPU,NDIVIA
まりか | 【近未来ブログ】DXのすこし先へ

【著者名】"まりか"

神奈川県横浜市出身。慶應義塾大学経済学部卒業。

外資系大手証券会社で、アナリストとして海外情勢やブロックチェーン技術についての調査・コンサルタント業務に従事。
5年間の業務の後に、AI・ブロックチェーンのベンチャー企業に「マーケティング責任者(CMO)」として参画。

Web3.0、仮想通貨、AI活用などのマーケティング業務を行う。2年前に独立・起業。現在は、在宅で中小企業向け「DXコンサルタント」をしながら、黒猫とのんびり暮らしています。

このブログを執筆するにあたり参考・参照・引用したWebサイト
引用・参照元リンク集

一変するAIコンピューティングの世界:GPUの歴史と進化を探る GPGPU,NDIVIA

こんにちは、まりかです。皆さんが毎日使用しているパソコンやスマートフォンの中には、ゲームや動画編集、AI、人工知能の学習といった重い処理を担当する「GPU」が搭載されています。今日はこのGPUの歴史と進化について、わたしの視点から詳しくお伝えしたいと思います。

GPUの歴史とは?

GPUの誕生

GPUとは「Graphics Processing Unit」の略で、日本語では「グラフィックス処理ユニット」と呼ばれています。その名の通り、元々はコンピュータの画像描画を担当する部分だったのです。

コンピュータの歴史を振り返ると、1980年代までのパソコンは、CPU(Central Processing Unit)が一手に計算を担当していました。しかし、この時代はまだCPUのパフォーマンスが限られており、一部のゲームやグラフィックス重視のアプリケーションを動かすことが難しかったのです。

そこで1990年代に入ると、ビデオゲームのグラフィック要素が増え、これを支えるためにGPUが開発されました。特にNVIDIAが1999年に発表した「GeForce 256」は、世界初のGPUとされています。この時期には、ゲームのグラフィックが高度化するとともに、パソコンに求められるパフォーマンスも高まってきました。

GPUの成長と進化

その後のGPUは、単にゲームのグラフィックを描画するだけでなく、画像や動画編集、3Dモデリングといった幅広い用途に利用されるようになりました。それを支えるために、GPUの性能は飛躍的に向上しました。

NVIDIAの「GeForce」シリーズ、AMDの「Radeon」シリーズなどは、グラフィックス性能を追求した製品群として、多くのユーザーから支持を受けてきました。2000年代に入ると、これらのGPUは映画の特殊効果やアニメーション制作にも使用されるようになり、それに伴い、GPUの処理能力は以前とは比較にならないほどに成長しました。

たとえば、2000年の初めに発売されたGeForce 2シリーズの性能は約2GFLOPS(単精度)でしたが、2023年に発売されたGeForce RTX 3090では約36TFLOPSと、約1万8000倍もの性能向上が達成されました。

しかし、GPUの進化は、ゲームやグラフィック処理の領域だけにとどまらなかったのです。

GPUの新たな可能性 – GPGPU

GPGPUとは?

2000年代半ばから、GPUはさらなる飛躍を遂げます。それが「GPGPU」(General-Purpose computing on Graphics Processing Units)の登場でした。これは、グラフィック以外の一般的な計算もGPUで行うというもので、それによってGPUの利用範囲は大幅に広がりました。

なぜGPUが一般的な計算にも使われるようになったのでしょうか?それは、GPUが並列計算に非常に優れているからです。CPUは高速で複雑な計算を行うことができますが、一度に行える計算は限られています。一方、GPUは同時に多数の計算を行うことが得意で、特に大量のデータを一度に処理することが必要な作業において、その性能を発揮します。

GPGPUの応用例

例えば、AI(人工知能)の学習は、大量のデータを一度に処理する必要があるため、GPUの力を借りることが一般的になりました。また、科学技術計算やビッグデータの解析、仮想通貨のマイニングなどでも、GPGPUの技術が活用されています。

その中でも特に注目されているのが、深層学習(Deep Learning)の分野です。Deep Learningは大量のデータを元に学習を行うAI技術で、画像認識や自然言語処理など、多くの領域で使用されています。Deep Learningの計算は非常に膨大で、これを効率的に行うためには、GPUのような並列計算能力の高いプロセッサが必要となるのです。

GoogleのAI研究部門「Google Brain」やFacebookのAI研究部門「FAIR」など、世界の先進的なAI研究機関でも、深層学習の計算にはGPUが用いられています。また、NVIDIAはAI向けに特化した「Tesla」シリーズや「Ampere」シリーズのGPUを発表し、AIの進化を牽引しています。

GPUの未来

新たな挑戦者の登場

GPU市場はNVIDIAやAMDが主導してきましたが、2020年代に入って新たな挑戦者が現れました。それが、世界最大の半導体メーカーであるIntelです。Intelは2020年に自社製GPU「Xe」を発表し、ゲームやAI分野での競争に参入しました。

また、Googleが開発したTPU(Tensor Processing Unit)は、AI計算専用のプロセッサで、特に深層学習の計算に強いとされています。これら新たなプロセッサの登場により、GPUの未来はさらに多様化しそうです。

量子コンピューティングとGPU

そして、わたしが最も注目しているのが、量子コンピューティングとGPUの関係です。量子コンピューティングは、量子力学の原理を利用して膨大な情報を高速に処理する技術で、今後のコンピューティングの大きな革新とされています。

現在、IBMやGoogleは量子コンピューティングの研究を進めていますが、その実現にはまだ時間がかかるとされています。しかし、その間、GPUが量子コンピューティングのシミュレーションに活用され、その発展に一役買う可能性があります。今後の技術進歩がどう影響を与えるか、わたし自身も楽しみにしています。

今回は、「GPUの歴史と進化」について詳しく見てきました。わたし自身もITの世界で活動してきた一人として、GPUのこれまでの進化を見てきました。そして、これからもその未来の進化を見守り続けるつもりです。

よくある質問と答え

1. 質問: GPUとは何ですか?そして、なぜAIの計算に関連していますか?

答え: GPUは「Graphics Processing Unit」の略で、もともとは画像やビデオの描画を高速化するために設計されたプロセッサです。AIの計算、特にディープラーニングのトレーニングは、多数の並列計算が必要とされるため、GPUの並列処理能力がこれに非常に適していることが発見されました。


2. 質問: GPUのAIへの応用はいつから始まったのですか?

答え: 2000年代後半に、研究者たちがディープラーニングのモデルの訓練にGPUを使用すると大幅に計算速度が向上することを発見しました。特に、2012年のImageNetコンペティションで、GPUを用いたディープラーニングモデルが他のアプローチを大きく上回る成果を示したことで、GPUのAI応用の重要性が広く認識されるようになりました。


3. 質問: なぜGPUは並列計算に適しているのですか?

答え: GPUは、多数のコアを持っており、これらのコアが同時に異なるタスクを実行することができます。これは、3Dゲームやグラフィックスのレンダリングといったタスクで、大量のピクセルを同時に処理する必要があったための設計です。この特性が、大量のデータポイントやネットワークパラメータを同時に処理するディープラーニングの計算にも適しています。


4. 質問: GPUの進化によってAIの研究がどのように変わったのですか?

答え: GPUの計算能力の向上に伴い、以前は不可能だったような大規模なニューラルネットワークのモデルも訓練可能となりました。これにより、画像や音声認識の精度が大幅に向上し、新しいアーキテクチャや技術の開発が加速しました。


5. 質問: GPU以外にもAI計算に適したハードウェアは存在しますか?

答え: はい、最近ではAIやディープラーニング専用のASICs(Application-Specific Integrated Circuits)やFPGAs(Field-Programmable Gate Arrays)といったカスタマイズされたハードウェアが開発されています。これらは特定のタスクや計算に特化して設計されており、一部のアプリケーションではGPUよりも高い性能を発揮することがあります。

参考書籍

1. “Computer Graphics: Principles and Practice” by John F. Hughes, Andries van Dam, Morgan McGuire, David F. Sklar, James D. Foley, Steven K. Feiner, Kurt Akeley

2. “Deep Learning” by Yoshua Bengio


↑↑↑Amazonで見る

このブログを執筆するにあたり参考・参照・引用したWebサイト

日本銀行
ホーム : 日本銀行 Bank of Japan
内閣官房
内閣官房ホームページ
内閣官房のホームページです。内閣の補助機関であるとともに内閣の首長たる内閣総理大臣を直接に補佐・支援しています。
経済産業省
経済産業省のWEBサイト (METI/経済産業省)
経済産業省のホームページです。経済産業省の組織、大臣会見、報道発表、政策、審議会・研究会、所管法令、予算・税制、統計、申請手続きなどに関する情報を掲載しています。
総務省
総務省
総務省の政策(行政運営の改善、地方行財政、選挙、消防防災、情報通信、郵政行政など)、組織情報、所管法令、報道資料、会議資料等を掲載しています。
財務省
財務省ホームページ
財務省トップページ
総務省
法務省
法務省の報道資料、会議資料等を掲載しています。
法務省
外務省ホームページ(日本語):トップページ
文部科学省
文部科学省
厚生労働省
ホーム|厚生労働省
厚生労働省の取り組んでいる政策情報、報道発表資料、統計情報、厚生労働白書について紹介しています。
農林水産省
農林水産省ホームページ
農林水産省ホームページ
国土交通省
国土交通省
国土交通省の任務、報道発表資料、政策、統計情報、申請・手続きに関する情報を掲載しています。
環境省
トップ
環境省のホームページです。環境省の政策、報道発表、審議会、所管法令、環境白書、各種手続などの情報を掲載しています。
防衛省
Just a moment...
金融庁
金融庁
金融庁の公式ウェブサイトです。金融庁の組織、報道発表、政策・審議会等、所管法令等に関する情報、広報誌「アクセスFSA」などを掲載しています。
中小企業庁
中小企業庁 / The Small and Medium Enterprise Agency
中小企業庁は、現在事業活動を行っている中小企業、これから事業を起こそうと思っている方々を、様々な角度から支援する対策を展開しております。
国税庁
国税庁
デジタル庁
404 デジタル庁
指定されたページまたはファイルは存在しません
財務省財務局
財務局ホームページ : 財務局
財務局ホームページ
Board of Governors of the Federal Reserve System(FRB)
Home
TheFederalReserveBoardofGovernorsinWashingtonDC.
政府広報オンライン
政府広報オンライン あしたの暮らしをわかりやすく
政府の広報・広聴活動をまとめたポータルサイト。内閣府大臣官房政府広報室が運営。
日本政策金融公庫
日本政策金融公庫
日本政策金融公庫(略称:「日本公庫」)の公式ホームページ。民間金融機関の取組みを補完し、事業に取組む方々等を支援する政策金融機関です。
日本証券業協会
日本証券業協会
投資信託協会
投資信託協会 - 投資信託協会
公益財団法人 日本ユニセフ協会
SDGs CLUB |日本ユニセフ協会(ユニセフ日本委員会)
親子で学べるSDGs(持続可能な開発目標)サイト「SDGsCLUB(クラブ)」。各目標ごとにターゲットの子ども訳を読んだり、関連する課題をムービーやインフォグラフィックスで学ぶことができます。調べ学習や学校の授業にもご活用ください。
一般社団法人 全国銀行協会
一般社団法人 全国銀行協会
全国銀行協会(全銀協)のウェブサイトです。全銀協は、日本国内で活動している銀行を直接の会員とする組織で、わが国の銀行業界の代表として、銀行業の発展のためにさまざまな活動をしています。
一般社団法人 日本暗号資産取引業協会
一般社団法人 日本暗号資産取引業協会(JVCEA)
一般社団法人日本暗号資産取引業協会は、暗号資産交換業及び暗号資産関連デリバティブ取引業の自主規制団体であり、資金決済法に基づく「認定資金決済事業者協会」と金融商品取引法に基づく「認定金融商品取引業協会」を兼ねております。
国民生活センター
国民生活センター
・Wikipedia
Wikipedia
朝日新聞
朝日新聞デジタル:朝日新聞社のニュースサイト
朝日新聞デジタルは朝日新聞のニュースサイトです。政治、経済、社会、国際、スポーツ、カルチャー、サイエンスなどの速報ニュースに加え、教育、医療、環境などの話題や写真も。
読売新聞
読売新聞オンライン : ニュース&お得サイト
【読売新聞】読売新聞オンラインは読売新聞のニュース・情報サイト。社会、スポーツ、政治、経済、国際などの最新ニュースや教育、医療などの読み物、映像ニュースも充実。ポケモン、発言小町、クーポンやプレゼントも。2019年2月にYOMIURIONLINEからサイト名を変更しました。
毎日新聞
毎日新聞デジタル | 毎日新聞のニュースサイト
毎日新聞デジタルは毎日新聞のニュースサイト。政治、経済、国際、事件、話題、スポーツなどの速報、写真、動画を掲載しています。
日本経済新聞
日本経済新聞 - ニュース・速報 最新情報
日本経済新聞の電子版。日経や日経BPの提供する経済、企業、国際、政治、マーケット、情報・通信、社会など各分野のニュース。ビジネス、マネー、IT、スポーツ、住宅、キャリアなどの専門情報も満載。
東洋経済
東洋経済オンライン
東洋経済が運営する日本最大級のビジネスニュースサイト。東洋経済オンラインはビジネス、経済ニュース、就職情報など、ビジネスパーソンのための情報が充実。
ウォール・ストリート・ジャーナル:WSJ
ウォール・ストリート・ジャーナル日本版 -ニュース-ビジネス-海外-経済-金融 - WSJ日本版-jp.wsj.com - Wsj.com
ウォール・ストリート・ジャーナル日本版は、米国版の記事から厳選した金融・経済の情報を、日本の編集チームが翻訳・編集。これまで英語でしか読むことができなかった分析記事や鋭い論説を日本語で、リアルタイムにお届けします。
ロイター
ロイター |  経済、株価、ビジネス、国際、政治ニュース
世界の政治、経済、社会についての最新ニュースを、豊富なコンテンツと共に多面的に展開。エンタメ、スポーツに加え、世界の文化やライフスタイルについて注目の情報が満載です。
bloomberg:ブルームバーグ
Bloomberg.co.jp
世界の最新金融ニュース、マーケット情報、市場の分析や、マーケットデータ、金融情報をご提供しています。株式、投資信託から、世界各国の株価指数、金利/債券、商品先物など最新のマーケット情報を掲載。ブルームバーグ
ethereum.org
ホーム | ethereum.org
イーサリアムは、貨幣と新しい種類のアプリケーションのための包括的かつ分散化されたプラットフォームです。イーサリアム上では、貨幣を制御するコードを書いたり、世界のどこからでもアクセス可能なアプリケーションを構築できます。
野村証券
野村證券|資産運用のご相談、株式・投資信託・債券をはじめ資産運用コンサルティングの証券会社
国内最大級の総合証券、野村證券では、株式や債券をはじめとする豊富な取扱商品、相続や退職金の資産運用コンサルティング、役立つ投資情報、初めての投資のサポートなど、充実したサービスをご提供しています。
Goldman Sachs:ゴールドマン・サックス
Goldman Sachs
TheGoldmanSachsGroup,Inc.isaleadingglobalinvestmentbanking,securitiesandinvestmentmanagementfirmthatprovidesawiderangeoffinancialservicestoasubstantialanddivers...
JPモルガン
J.P. Morgan | Official Website
理化学研究所
理化学研究所
理化学研究所は、日本で唯一の自然科学の総合研究所として、物理学、工学、化学、計算科学、生物学、医科学などに及ぶ広い分野で研究を進めています。
AIST:産業技術総合研究所
AIST: 産業技術総合研究所
産総研は、技術の創出と実用化で社会課題の解決に取り組む、日本最大級の研究機関です。
NICT:情報通信研究機構
NICT-情報通信研究機構
国立情報学研究所
国立情報学研究所 / National Institute of Informatics
国立情報学研究所は、情報学という新しい研究分野での「未来価値創成」を目指すわが国唯一の学術総合研究所として、ネットワーク、ソフトウェア、コンテンツなどの情報関連分野の新しい理論・方法論から応用展開までの研究開発を総合的に推進しています。
国立環境研究所
国立環境研究所
国立研究開発法人 国立環境研究所(NIES)からの新着情報をお知らせします。国立環境研究所は今も未来も人びとが健やかに暮らせる環境をまもりはぐくむための研究によって広く社会に貢献します。
人工知能研究センター
ホーム | 人工知能研究センター
東京大学
東京大学
東京大学のオフィシャルサイトです。大学案内、学部・大学院等の紹介、研究活動、国際活動、入学案内等、東京大学の情報をご覧いただけます。
京都大学
京都大学
京都大学のオフィシャルサイトです。学部・大学院、研究所等の案内や、入試・入学案内、教育研究活動、キャンパスの最新情報など、京都大学に関する情報をご覧いただけます。
慶應義塾大学経済学部
慶應義塾大学経済学部・大学院経済学研究科
慶應義塾大学経済学部の公式サイト。カリキュラムの紹介、教員紹介、研究紹介、就職実績紹介、三田・日吉キャンパス、入試情報など。
慶應義塾大学SFC研究所
慶應義塾大学SFC研究所
慶應義塾大学SFC研究所は21世紀の先端研究をリードする研究拠点として、未来へ貢献するために日々さまざまな研究活動を行っております。
Google
Google
世界中のあらゆる情報を検索するためのツールを提供しています。さまざまな検索機能を活用して、お探しの情報を見つけてください。
Microsoft
Microsoft – クラウド、コンピューター、アプリ & ゲーム
ご自宅やビジネスでご利用いただけるMicrosoft製品とサービスをご覧ください。Surface、Microsoft365、Xbox、Windows、Azureなどをご購入いただけます。ダウンロードやサポートもご用意しています。
Amazonジャパン
Amazon.co.jp
Meta
Meta | ソーシャルメタバース企業
Metaは、テクノロジーと没入感あふれるエクスペリエンスを通じて、人々、コミュニティ、ビジネスがつながってもっと多くのことを成し遂げられるよう支援します。
Apple
Apple
革新に満ちたAppleの世界へようこそ。AppleのウェブサイトではiPhoneからiPad、AppleWatch、Mac、AppleTVまで、すべての製品の購入ができます。アクセサリやエンターテインメントを探す時も、専任スペシャリストによるデバイスのサポートが必要な時もこのサイトでどうぞ。
テスラ:Tesla
https://www.tesla.com/ja_jp
NDIVIA
AI コンピューティングで世界をリードする
NVIDIAは世界最速のスーパーコンピューターと世界最大のゲーミングプラットフォームを開発しています。
Intel
インテル | データセンター・ソリューション、IoT、PC イノベーション
クラウド・コンピューティング、データセンター、IoT、PCソリューションにおけるインテルのイノベーションが、日常のスマート・コネクテッドなデジタル環境を支えています。
NTT:日本電信電話株式会社
NTT / NTTグループ | 日本電信電話株式会社
NTTグループ公式ホームページ。ドコモ、東日本、西日本、データ等の国内、グローバル、持株会社を含むNTTグループ全体のビジョン、経営戦略、サステナビリティ、研究開発の最新技術、災害対策、社会貢献活動、ニュースリリース、投資家情報(IR情報)や各種レポートなどをご覧いただけます。
富士通
富士通 | Fujitsu Limited
OurPurpose:わたしたちのパーパスは、イノベーションによって社会に信頼をもたらし、世界をより持続可能にしていくことです。
株式会社サイバーエージェント
株式会社サイバーエージェント
サイバーエージェントは「21世紀を代表する会社を創る」をビジョンに掲げ、新しい未来のテレビ「ABEMA」の運営や国内トップシェアを誇るインターネット広告事業を展開しています。インターネット産業の変化に合わせ新規事業を生み出しながら事業拡大を続けています。
電通
電通ウェブサイト
株式会社電通のウェブサイトです。会社や事業の概要、採用関連情報、サステナビリティへの取り組みなどをご紹介いたします。
ソフトバンクグループ
ソフトバンク
ソフトバンクの公式ホームページです。スマートフォン、携帯電話をはじめ、インターネット、固定電話、でんき、ロボットなどライフスタイルを豊かにする各種サービスやソフトバンクショップ、サポート、企業・IR情報などをご紹介します。
株式会社 ファーストリテイリング
株式会社 ファーストリテイリング
IBM
日本IBM
IBMは、あらゆるお客様の目標達成に向けた取り組みを支援し、世界にとって重要なイノベーションを1世紀以上にわたり生み出してきました。
野村総合研究所:NRI
NRI 野村総合研究所
野村総合研究所(NRI)の公式ホームページです。NRIからの提言や調査・レポート、商品サービス、ITソリューション事例、IR情報、採用情報、サステナビリティ情報などを掲載しています。
三菱総合研究所:MRI
三菱総合研究所(MRI)
三菱総合研究所(MRI)グループは、総合シンクタンクとして、経済・経営、政策・科学技術などの研究・提言から、分析・構想、設計・実証、そして社会実装まで、幅広い価値を提供しています。豊かで持続可能な未来の共創を使命として、社会課題を解決し、社会の変革を先駆けてまいります。
bitFlyer
https://bitflyer.com/ja-jp/
ブロックチェーン推進協会:BCCC
BCCC - ブロックチェーン推進協会
一般社団法人 日本ブロックチェーン協会
JBA | 一般社団法人 日本ブロックチェーン協会 | Japan Blockchain Association
ブロックチェーン技術の健全な普及、発展に貢献するために2014年に設立された業界団体です。日本の業界をリードするブロックチェーン開発企業やスタートアップ、大企業、地方自治体など多様なメンバーが会員になっています。
OpenAI
OpenAI
IntroducingSora:Creatingvideofromtext
このブログを執筆するにあたり参考・参照・引用したWebサイト
引用・参照元リンク集
タイトルとURLをコピーしました