問題
問58
GPUの説明として、適切なものはどれか。
- 1秒間に何十億回の命令が実行できるかを示す CPU の処理能力を表す指標の一つ
- CPUが演算処理の同期をとるための周期的信号
- CPUと主記憶装置との間に設けられた、主記憶装置よりも読み書きが高速な記憶装置
- 三次元グラフィックスの画像処理などを CPU に代わって高速に実行する演算装置
[出典：ITパスポート試験 平成28年度秋期 問58]
正解
正解は「エ」です。
解説
正解は「エ」です。GPUはグラフィックス処理ユニットの略で、主に3Dグラフィックスや動画処理など、大量の並行計算を必要とするタスクをCPUに代わって高速に処理するために設計された専用の演算装置です。
例えば、ゲームをプレイする際に、キャラクターや背景の複雑な3D映像をスムーズに表示するためにGPUが活躍します。最近では、AI（人工知能）の学習など、大量のデータを一度に処理する用途でもその並列計算能力が注目され、幅広く利用されています。これにより、CPUの負担を軽減し、システム全体のパフォーマンスを向上させることができるのです。PCで高画質な動画編集をしたり、最新のゲームを楽しんだりする際に、GPUの性能が大きく影響します。
ア(1秒間に何十億回の命令が実行できるかを示す CPU の処理能力を表す指標の一つ):
これはCPUの処理能力を表す指標の一つである「MIPS（Million Instructions Per Second）」などの説明です。GPUはCPUとは異なる役割を持ちます。
イ(CPUが演算処理の同期をとるための周期的信号):
これは「クロック信号」の説明です。CPUはこのクロック信号に合わせて動作し、内部の各処理を同期させます。
ウ(CPUと主記憶装置との間に設けられた、主記憶装置よりも読み書きが高速な記憶装置):
これは「キャッシュメモリ」の説明です。CPUが頻繁に使うデータを一時的に保存し、処理速度を向上させる役割があります。
難易度
この問題は、GPUの基本的な役割と特徴を理解していれば比較的容易に解答できます。CPUとの違いや、どのような処理に特化しているかを知っているかどうかがポイントです。ITパスポート試験では、主要なハードウェアコンポーネントの機能に関する知識が問われることが多いため、それぞれの役割をしっかり学習しておくことが重要です。
用語補足
GPU (Graphics Processing Unit)：
グラフィックス処理に特化した半導体チップです。ゲームや動画編集など、大量の画像データを高速に処理するのに使われます。最近ではAI（人工知能）の計算にも利用されています。例：パソコンで高画質なゲームを快適に動かすための「グラフィックボード」の核となる部分です。
CPU (Central Processing Unit)：
コンピュータの頭脳にあたる部分で、様々な計算やデータ処理を行う中心的なプロセッサです。コンピュータ全体の指示を管理・実行します。例：人間でいう脳のような存在で、パソコンのあらゆる動作を制御しています。
主記憶装置：
メインメモリとも呼ばれ、CPUが直接データを読み書きする高速な記憶装置です。プログラムやデータが一時的に保存されます。例：机の上の作業スペースに例えられます。広い机ほど多くの作業を同時にこなせるように、メモリが大きいほどパソコンはたくさんのアプリケーションをスムーズに動かせます。
キャッシュメモリ：
CPUの内部やCPUと主記憶装置の間に設けられた、主記憶装置よりも高速な記憶装置です。CPUが頻繁にアクセスするデータを一時的に保持し、処理速度を向上させます。例：机の引き出しに例えられます。よく使う道具を引き出しに入れておけば、わざわざ倉庫（主記憶装置）まで取りに行く手間が省けるので、作業が速くなるのと同じです。
対策
この問題のポイントは、CPUとGPUのそれぞれの役割と得意な処理内容を正確に理解することです。CPUは汎用的な計算を高速に行い、GPUは画像処理などの並列計算に特化している点を押さえましょう。また、MIPS、クロック信号、キャッシュメモリといった関連用語も合わせて学習することで、選択肢の誤りを見抜きやすくなります。各ハードウェアの機能を具体的な用途と結びつけて覚えることが効果的です。
