CPUとGPUどっちが大事？役割の違いと用途別の選び方を解説

CPUの主な役割は、パソコンのソフトやパーツ、周辺機器などの制御と演算を行うことです。高性能なCPUであるほどデータの処理能力が高く、パソコン全体の動作が快適になります。パソコン上のハードウエアやソフトウエアに指示を送るのもCPUなので、CPUを選ぶ時はスペックをよく吟味しましょう。仮に一部のパーツだけ高性能であっても、CPUの性能が低ければ十分に性能を発揮できない可能性もあるので要注意です。

CPUの基本性能は、コア数・スレッド数・クロック周波数・キャッシュメモリーによってほぼ決まります。それぞれの内容について見ていきましょう。

• コア数

CPUにおけるコアとは、データ処理を行うCPUの中核のことです。以前は1つのCPUに対して1つのコアしか持たないシングルコアが多かったのですが、近年は技術の進歩により1つのCPUが複数のコアを持つマルチコアが一般的となっています。コア数が多いと処理を分担することで同時に実行できる作業量が増えるため、処理速度が速くなります。コア数が多いCPUは価格も高くなりがちですが、ゲームやクリエイト作業など負荷の高い作業においてはコア数が重要となる場合もあります。

• スレッド数

スレッド数とは、パソコンが認識しているコアの数のことをいいます。物理的なコア数よりも多くコア数をOSに認識させることによって、同時に処理できる命令数を増加させることができます。コアの性能が高い場合、あまり負荷のかからない命令であればコアに余力があり、無駄が生じてしまうことがあります。仮想のコア数であるスレッド数が多ければ、CPUの性能を無駄にすることなく作業効率を高めることができるのです。

• クロック周波数

クロック周波数とは、CPUが1秒間に処理できる命令の数を表したもので、Hz（ヘルツ）の単位で表記されます。クロック周波数には通常状態のベースクロックと、一時的に定格を上回る性能を引き出すブーストクロックがあります。クロック周波数の数値が高いほど、短時間でより多くの処理をこなすことができますが、消費電力や発熱量も高くなるため注意が必要です。以前はクロック周波数が高いコアを搭載したCPUが高性能とされていました。しかし、近年はコア数やスレッド数によってもCPU全体としての性能が左右されるため、単純にクロック周波数だけではCPUの性能を判断することはできません。

• キャッシュメモリー

キャッシュメモリーとは、メインメモリーとは別に存在するメモリーのことです。CPUとメインメモリーの間にある場合や、CPUに内蔵されている場合があります。キャッシュメモリーの容量はメインメモリーほど大きくなく、アクセス頻度の高い情報だけを一時的に記憶します。キャッシュメモリーがあることによってメインメモリーの負担を軽減することができ、処理速度を高速化するという役割を持ちます。

主なCPUメーカーはIntelとAMDの2社があります。どちらもアメリカに本社を置く企業で、CPUの世界シェアはこの2社が大多数を占めています。どちらのメーカーのCPUを選んでも問題ありませんが、それぞれ少しずつ特徴が異なります。

• Intel（Core iシリーズ）

IntelはCore iシリーズを販売しているメーカーです。エントリーモデルとしてPentiumやCeleronなどのIntelプロセッサーといったラインアップも提供しています。多くのモデルが内蔵GPUを搭載しており、別途グラボを購入しなくても、負荷の軽いグラフィックであればモニターなどに出力することができます。シングルコアの性能が高いため、ゲームや一般的なビジネス用途で高いパフォーマンスを発揮できるでしょう。

• AMD（Ryzenシリーズ）

AMDはRyzenシリーズを販売しているメーカーです。Ryzenシリーズはマルチコア性能に優れており、プログラミングや科学技術計算など単純で膨大な処理を並列して実行することが得意。シェア率がIntelのCPUよりも低いこともあり、コア1つ当たりの価格が比較的安くコスパに優れています。価格が安いからといって性能が低いといったことは全くなく、ゲームはもちろんのこと動画編集やCADを使ったクリエイティブ用途でも高い性能を発揮します。AMDのCPUはGPUを内蔵していないものも多く、別途グラボが必要となるケースもあります。

GPUの主な役割はグラフィックの処理です。GPUはCPUのように複雑な演算はできませんが、単純な計算であれば膨大なデータを高速で処理することが得意。描写するためには膨大なデータを瞬時に計算する必要があり、CPUだけでは負担が大きく処理が重くなってしまいます。GPUがグラフィックに関する処理を担当することでCPUの負担を軽減し、パソコンの全体の処理速度が向上します。

GPUの基本性能は主に、コア数・クロック数・メモリー容量によって決まります。それぞれの内容について見ていきましょう。

• コア数

GPUにおけるコア数とは、GPUが処理を実行する際の中核となる処理ユニットの数のことです。1つのGPUが複数のコアを持つものもあり、コア数が多いほど同時に多くの演算が可能となるため処理能力が高くなります。GPUはCPUと比べてコアの数が非常に多く、並列処理に優れている理由の一つとしてコアの数が多いことが挙げられます。GPUによっては複数種類のコアを持つものや、メーカーによってコアの呼称が異なることもあります。

• クロック数

クロック数とは、GPUが送受信できる信号の速さを表す指標の一つでHz（ヘルツ）の単位で表記されます。クロック数が大きいほど1秒間に処理できる作業量が多く、高速な処理が可能です。CPUと同じくクロック数は性能を左右する重要な要素ではあるのですが、これだけでGPUの処理能力が決まるわけではありません。先ほど紹介したコア数と併せて判断する必要があります。

• メモリー容量

GPUにおけるメモリーとは、映像処理を行う際のデータを一時保存しておくためのパーツです。メインメモリーとは別にグラフィック処理に特化しており、容量が大きいほど高速な映像処理が可能。GPUメモリーはメインメモリーとは異なり、後から増設や交換することができません。スペック不足を感じたらグラボの追加や交換で対応することになってしまうでしょう。GPUが重要となるような用途を想定している場合は、パソコンの購入時点でGPUメモリーについても検討しましょう。

GPUの主なメーカーには、GPUだけでなくグラボも製造しているNVIDIAとAMD、主に内蔵GPUを製造しているIntelがあります。それぞれのメーカーの特徴について簡単に紹介します。

• NVIDIA（GeForceシリーズ）

NVIDIAはゲームで人気のGeForceシリーズを販売している大手半導体メーカーです。GeForce RTXシリーズはレイトレーシングに特化した機能を持つなど、世界中のゲーマーから愛用されています。また、同社では動画編集や3Dモデリングなどで高いパフォーマンスを発揮するNVIDIA RTX（旧Quadro）シリーズも展開しています。企業用パソコンへの導入実績も多いようで、今後のAI産業の拡大と共にますます期待が高まりそうです。

• AMD（Radeonシリーズ）

AMDはGPUやグラボだけでなく、CPUの開発も行っています。元々CPUを製造していたメーカーだったということもあり、同社のCPUであるRyzenシリーズは多くのゲーミングPCに導入されています。RyzenシリーズはGPUが内蔵されていないモデルが多く、同社のグラボであるRadeonシリーズとセットで使うことによってゲームでも高いパフォーマンスを発揮することが可能。コスパの良さに定評があります。

• Intel（内蔵GPU）

Intelは世界最大手の半導体メーカーです。同社のCPU「Core iシリーズ」は世界中で高いシェア率を誇ります。GPUに関しては主に内蔵GPUを製造しており、Core iシリーズではほぼ全てのモデルがGPUを内蔵しているのが特徴です。また、グラボについても独立GPUである「Arcシリーズ」を展開しており、ミドルクラス向けの選択肢として注目されています。

CPUはシングルスレッドのタスクや、複雑な演算が必要な処理を得意とします。OSをはじめとした各種プログラムの実行や、マウスやキーボードなど周辺機器の制御には複雑な演算が含まれるため、CPUが高い性能を発揮します。一方で、GPUは単純なタスクを同時に並列処理するのが得意。画像処理や機械学習、大規模なデータ分析では、膨大なデータに対して同じタスクを並列して実行することができるGPUが適しています。

CPUとGPUではコア数が大きく異なります。例えばハイエンドのCPUであるCore i9-14900Kのコア数は24で、スレッド数は32です。一方、同じくハイエンドのGPUであるGeForce RTX 4090のNVIDIA CUDA コアの数は16,384と、CPUよりもかなり多くのコアが搭載されています。もちろんCPUとGPUではコアの構造や性能も異なりますが、GPUの並列処理能力の高さはコア数の多さに起因しています。

メインメモリーとは別に、CPUとGPUには処理能力を高めるためにそれぞれメモリーが搭載されています。CPUに搭載されているメモリーをRAM、GPUに搭載されているメモリーをVRAMといいます。どちらもデータを一時記憶するためのメモリーであることは共通しているのですが、RAMがプログラムの演算処理や周辺機器の制御など幅広い処理に使用されるのに対し、VRAMは画像処理に特化しているといった違いがあります。

ここまで解説してきた通り、CPUとGPUは得意とする分野が異なります。CPUは主にOSの動作やプログラムに関する複雑な演算、外部デバイスの制御など、パソコンを使う上でのあらゆる処理を担当。一方でGPUは、画像処理やグラフィックの描画など、大量のデータを並列に処理する必要があるタスクを担当しています。CPUとGPUの関係はどちらかに優劣を付けられるものではなく、どちらが重要となるかはパソコンの用途や処理内容によって変わってきます。

CPUとGPUの性能差が極端に大きいと、「ボトルネック」と呼ばれる現象が発生します。ボトルネックとは、性能の低いパーツが処理の足を引っ張り、高性能なパーツの能力を最大限に引き出せなくなる状態のことです。

例えば、RTXシリーズなど高性能なGPUを搭載していても、CPUの処理性能が不足しているとゲームのフレームレートが伸びないケースがあります。反対に、GPUが非力な場合はグラフィックの描画が追いつかず、高解像度の映像処理で性能不足が生じやすくなります。快適に使えるパソコンを選ぶためには、用途に合わせてCPUとGPUの性能バランスを意識することが重要です。

ワードやエクセルなど、Microsoft Officeを使った事務作業がメインであればCPUを優先するのが基本です。作成する資料に画像を挿入する程度であれば、グラフィック処理の負荷はさほど高くありません。グラボを別途用意する必要もなく、内蔵GPUで十分対応できます。CPUに求められる性能もそれほど高くはなく、IntelならCore i5、AMDならRyzen 5クラスで問題ありません。

ゲームがメインの用途なら高性能なGPUが必要です。内蔵型のGPUではスペックが足りないため、特に最新のゲームをプレイしたいのであれば高性能なグラボが必須です。GPUを優先しましょう。ただし、ゲームではグラフィック処理だけでなく、ギミックに関する処理など複雑な演算を行うのはCPUの役割です。GPUを優先しつつもCPUとの性能のバランスは考慮する必要があり、極端に性能の低いCPUを選ぶのは避けるべきです。最低でもCore i5かRyzen5以上を選びましょう。

動画編集がメインの用途である場合はCPUとGPUどちらも大切です。基本はCPUとメモリーが優先ですが、使用するエフェクトの種類や量によってはGPUが重要になることもあります。多くの動画や長時間の動画を編集する場合は、グラボがあることによってエンコード時間を短縮できるので作業効率が良くなります。どのような動画を編集したいかによってGPUの重要度は異なりますが、グラボに関してはミドルレンジクラスでも十分です。予算に余裕があるなら高クロックかつコア数の多いCPUや、容量の大きなメモリーを選ぶことを優先しましょう。

AIによるディープラーニングならGPUが優先です。ディープラーニングとは、コンピューターに大量のデータを学習・解析させ、希望する特徴を持ったデータを抽出する技術のことをいいます。ディープラーニングは単純で膨大な計算を行うため、並列処理に優れたGPUがあれば処理時間を大幅に短縮することが可能。どの程度のスペックのGPUが必要となるかは、扱うデータの規模や内容、目的などによって異なります。

特にパソコンの用途が決まっていない場合はCPU優先で良いでしょう。CPUはパソコンにおける処理の中心的な役割を担っている重要なパーツです。複雑な計算やマルチタスク処理だけでなく、他のパーツや周辺機器などが性能を引き出せるかどうかを左右することもあります。デスクトップパソコンであってもマザーボードと一体化しているCPUは交換の難易度が高く、さまざまな用途でパソコンを使う可能性があるなら、できるだけ高性能なCPUを選んでおくと安心です。

CPUはシリーズ名や型番から性能グレードを読み取れます。IntelのCore iシリーズでは「Core i5-13500H」のように型番が構成され、i3がエントリー、i5がミドル、i7・i9がハイグレードに相当します。近年登場したCore Ultraシリーズは「Ultra 5・7・9」という表記です。

AMDのRyzenシリーズも同様に、Ryzen 3・5・7・9の順で性能が高くなります。型番末尾のアルファベット（サフィックス）はHが高性能モバイル向け、Uが省電力モバイル向けなど用途の特性を示すもので、パソコン選びの参考になります。

NPU（Neural Processing Unit）とは、AI処理に特化したプロセッサーのことです。画像生成やAIアシスタントなどの処理をローカル環境で実行できるため、処理速度の向上や省電力化が期待できます。代表的な製品にはIntelのCore UltraシリーズやAMDのRyzen AIシリーズがあります。今後はAI機能を活用したアプリケーションやWindowsの機能が増えると予想されるため、長く使うパソコンを選ぶ場合はNPUの搭載有無も確認しておくと良いでしょう。

GPUには内蔵GPUと外付けGPU（グラフィックボード）の2種類があります。内蔵GPUは事務作業や動画視聴など軽い用途には十分ですが、ゲームや動画編集など高負荷な処理には外付けGPUが必要です。

外付けGPUの代表格であるNVIDIAのGeForce RTXシリーズでは、数字が大きいほど高性能で、4060はミドルクラス、4080・4090はハイエンド向けの位置付けです。なお、同じ型番でもノートパソコン向けは消費電力を抑えた設計となっているため、デスクトップ向けより性能が低い場合があります。

VRAMとは、GPU上に搭載された映像処理専用のメモリーです。容量が大きいほど高解像度・高品質なグラフィック処理が可能になり、扱えるデータ量も増えます。用途別の目安としては、ゲームや動画編集には8GB以上、4K映像や3DCGなど高負荷な作業では16GB以上が推奨されます。VRAM不足になるとゲーム中のカクつきや処理速度の低下につながるため注意が必要です。メインメモリーと異なり後から増設できない点も踏まえ、パソコン購入時に用途を想定した上で十分な容量を選んでおきましょう。

限られた予算内で必要なスペックを満たすためには、どのパーツに予算を投入するか優先順位を付ける必要があります。CPUとGPUはどちらも大切なパーツですが、パソコンを使って何をしたいのかによってどちらを優先すべきかは変わってくるでしょう。せっかくパソコンを購入しても、作業に必要なスペックを満たしていなければ全てが無駄になってしまいます。パソコンを選ぶ際は必要最低限ギリギリのスペックではなく、少し上のスペックを選んでおくと安心です。

CPUとGPUの優先度は用途によって異なりますが、一方のパーツに予算を集中させるあまり、もう一方のグレードを極端に下げることは避けましょう。パーツ間の性能差が大き過ぎるとボトルネックが生じ、高性能なパーツの能力を十分に引き出せなくなる場合があります。必ずしも同等グレードでそろえる必要はありませんが、用途を踏まえた上でバランスを意識してスペックを選ぶことが大切です。

パソコンに搭載されているCPUやグラボ、メモリー、ストレージ、電源ユニットなどのパーツは、マザーボードという基盤に接続されています。それぞれのパーツには規格があり、規格に合ったものでなければ基本的には接続することができません。古いパソコンのパーツを交換する場合、規格が合わず新しいパーツを装着できないといったこともあり得ます。現在使っているパソコンに新たにパーツを追加・交換する場合は、マザーボードが対応しているかどうか確認しましょう。

高性能なパーツは処理能力が高くパソコンの動作が快適です。一方で、高性能になるほど価格や消費電力も高くなってしまうという点には注意しておく必要があります。全ての人が高性能なパソコンを必要としているわけではありません。目的の使い方をするのに必要なスペックを満たした上で、価格やランニングコストについても考慮して選びましょう。