GPUがディープラーニングに使われるワケ【わかりやすく解説】

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こんにちは、みるまの(@_mirumano_)です。
文系出身者がIT人材になるための知識を紹介しています。


主にグラフィックボードに搭載されているGPUは
画像処理を専門にコンピュータ上で役割を果たしているのですが、
最近はこれのGPUがディープラーニングに使用されています。


この記事ではGPUの特徴を解説し
なぜディープラーニングにGPUが使われているのか、
という疑問に対してお答えしていきたいと思います。

この記事の内容

◆GPUとは?
◆なぜディープラーニングにGPUが使用されるのか?
◆ディープラーニングにオススメのGPUは?
◆ディープラーニングに使用するGPUha画像処理しかしないのか>

そもそもGPUとは?


GPUとはGraphics Processing Unitの略で、
画像処理用演算処理装置になります。


GPUがどんな働きをしているかというと、
ディスプレイに表示する画像の処理を専門に行なっています。


ディスプレイ表示される画像や映像というのは、
ピクセルという小さな正方形の集まりでできています。


ある画像を表示するためには、
このたくさんあるピクセルを、たくさん集めて、
それぞれの位置に配置しなければなりません。


その際に必要となる処理を行なっている処理を行うのが、GPUになります。

GPUとCPUの違い


よくGPUと比べられるのが、CPU(中央演算処理装置)です。
どちらもコンピュータの中で問題を処理するプロセッサという意味では
同じくくりに属しています。


CPUはコンピューターによって核になる働きを持っており、
複雑な問題を連続的に処理することができるのですが、
一方でGPUは単純な問題を並列的にこなす事ができるという特徴を持っています。

なぜディープラーニングにGPUが使用されるのか?


ディープラーニングとは、
大量のデータから、そのデータがもつ特徴を抽出してくれる機械学習のことです。


例えば運転をする際、私たちが「安全」や「危険」を判断できるのは、
様々な状況を認知しているからです。


機械は人間と同じ情景を一度見ただけでは、安全や危険の判断ができません。
しかし、運転中のあらゆる状況のデータをコンピュータに認知させることで、
安全危険の判断を機械自身が学習していく、というのがディープラーニングです。


このディープラーニングにより、
大量の情報さへあれば、機械が勝手にパターンなどを学習し、
分析できるよううなるため、自動運転にも使用される技術になります。

GPUの処理能力はディープラーニングと相性がいい


GPUは画像の処理を専門としており、
単純で膨大な作業を最も得意としています。


というのも、パソコンのCPUにはコアが
数個〜数十個しか搭載されていないのに対して、
GPUには少なくとも100個以上、基本的に何千個ものコアが使われています。


そのため、ディープラーニングに必要となる、
膨大なデータ処理を行うといった点では、
CPUよりもGPUの方が適しているのです。

ディープラーニングにオススメのGPU


豆知識なのですが、GPUを生産できる企業は、
NVIDIA(エヌビディア)とAMD(アドバンスド・マイクロ・デバイシーズ)
しかありません。


そのため、ある程度オススメできるGPUについても絞られてくるのですが、
あなたが個人的にディープラーニングのために
GPUを使用したいというのであれば、NVIDIAをオススメします。


というのも、AMDよりもNVIDIAの方がGPUの方が使用ツールが揃っており、
参考になる情報もWEBサイト上でたくさん拾うことできます。

GeForceシリーズがオススメ!


結論からいうとNVIDIAのGeForceというシリーズがオススメです。


GeForce(ジーフォース)はゲームPC用で販売されているのですが、
この中のGeForce GTXやGeForce RTXであれば、
GPUを用いたプログラミングができます。
(MXシリーズはできません)

ディープラーニングに使用されるGPUは画像処理だけじゃない


GPUは画像処理専門のプロセッサーのため、
ディープラーニングにおいても画像処理を専門としているという
イメージを持つかもしれませんが、そういった訳ではありません。


最近ではGPGPU(ジェネラル・パーパス・コンピューティング・オン・GPU)
という概念が生まれており、映像処理以外にも様々な用途で、
GPUが使われています。


例えば、科学技術計算や、株式の市場の予測など、
その範囲はかなり幅広く、今後もGPUとディープラーニングの
関係は深まっていくでしょう。

まとめ:GPUがディープラーニングに使われるワケ


いかがだったでしょうか?
最後に簡単にまとめておきます。

◆GPUとは?
 →Graphics Processing Unitの略で、画像処理用演算処理装置
 →ディスプレイに表示する画像の処理を専門に行なっている
◆なぜディープラーニングにGPUが使用されるのか?
 →ディープラーニングには大量の情報処理が必要
 →GPUが得意としているのも大量の情報処理。
  なぜならコア搭載数がCPUに比べてかなり多い
◆ディープラーニングにオススメのGPU
 →NVIDIAのGrForce GTX・RTX
◆GPUは画像処理だけじゃない
 →GPGPUは画像処理以外にも可能であり、ディープラーニングに活用できる


以上になります。
最後までご覧いただき、ありがとうございました。




コメント

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