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CPU と GPU の違い

この記事では、CPUとGPUの違いは何か？ということを説明します。

CPU（Central Processing Unit）とは、コンピュータの制御や演算や情報転送をつかさどる中枢部分になります。

人間の体で例えると頭脳にあたります。GPUは「Graphics Processing Unit」という名前の通り、画像処理に特化したプロセッサです。

GPUでは、ゲームなどのグラフィック分野などでこれまで利用されてきましたが、近年ではディープラーニングを用いたモデルの学習マシンとして使われています。

両者は、コンピュータの計算を処理する点では同じですが、GPUはCPUよりも多くのコアを搭載しています。

コアの数というのは、対応できる処理の多さを意味します。CPUとGPUの得意な分野として、CPUは複雑な処理をするのに向いていますが、GPUは大量の計算をするのに向いています。

CPUとGPUの処理速度の違いを確認する

下記動画では、左が「CPU」、右が「GPU」です。動画内のプログラムは、ディープラーニング(CNN)を用いた手書き文字認識の学習フェーズのプログラムです。

両方全く同じプログラムでも、右のGPUの方が多少早く学習が進んでいることが確認出来ます。

（下記動画の場合、左のCPUでは実行してから40秒後に処理が開始されますが、右のGPUでは実行と同時に処理が開始されています。）

GPGPU とは

GPGPU（General Purpose computing on GPU）とは、GPUの演算資源を画像以外の計算目的で応用する技術のことです。

画像以外の目的での使用に最適化されたGPUとも考えられます。またNVIDIA社はこのGPGPUの開発をリードしている企業になります。

一方で、Google社はテンソル計算処理に最適化されたTPU（Tensor Processing Unit）と呼ばれる演算処理装置を開発しています。

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