外付けGPUボックス (ソトヅケジーピーユーボックス) とは | 意味や読み方など丁寧でわかりやすい用語解説

外付けGPUボックス (ソトヅケジーピーユーボックス) の読み方

日本語表記

外付けGPUボックス (ソトヅケジーピーユーボックス)

英語表記

eGPU External GPU External GPU enclosure (イー・ジーピーユー エクスターナル・ジーピーユー エクスターナル・ジーピーユー・エンクロージャ)

外付けGPUボックス (ソトヅケジーピーユーボックス) の意味や用語解説

外付けGPUボックスは、コンピュータのグラフィックス処理能力を外部から拡張するための装置である。eGPU（External Graphics Processing Unit）とも呼ばれ、主にノートパソコンや小型PCのように、高性能なグラフィックボードの内蔵や交換が物理的に困難なコンピュータで使用される。その主な目的は、3Dグラフィックス、高解像度ビデオ編集、CAD、機械学習といった、高いグラフィックス性能を要求するタスクを、本来は性能が不足しているコンピュータでも実行可能にすることである。通常、外付けGPUボックスは箱型の筐体であり、内部にはデスクトップコンピュータ用の高性能グラフィックボードを搭載するためのPCI Expressスロットと、そのグラフィックボードに電力を供給するための専用電源ユニットが内蔵されている。コンピュータ本体とは、Thunderbolt 3やThunderbolt 4といった高速なデータ転送規格に対応したケーブル一本で接続される。これにより、ユーザーは携帯性に優れたノートパソコンを外出先で使用し、オフィスや自宅に戻った際には外付けGPUボックスに接続して、デスクトップクラスのグラフィックス性能を得るという柔軟な運用が可能となる。 外付けGPUボックスの動作原理をより詳細に解説する。この技術の根幹をなすのは、Thunderboltという高速インターフェース規格である。Thunderboltは、コンピュータ内部でCPUやメモリ、各種デバイスを接続するために使用されるバス規格であるPCI Expressの信号を、そのまま外部に伝送する能力を持つ。つまり、外付けGPUボックスは、本来マザーボード上に存在するPCI Expressスロットを、Thunderboltケーブルを介してコンピュータの外部に延長する装置と考えることができる。コンピュータに接続されると、オペレーティングシステムは外付けGPUボックス内のグラフィックボードを新たなハードウェアとして認識する。その後、アプリケーションがグラフィックス処理を要求すると、その処理命令や関連データがCPUからThunderboltケーブルを経由して外付けGPUに送られる。データを受け取った外付けGPUは、その強力な並列処理能力を駆使してレンダリングなどの演算を行い、生成された映像データを再びThunderboltケーブル経由でコンピュータ本体に送り返す。この送り返されたデータが、ノートパソコン本体のディスプレイに表示される。この一連のデータ往復には、Thunderboltの帯域幅が消費されるため、デスクトップPCにグラフィックボードを直接内蔵した場合と比較すると、一般的に10%から20%程度の性能低下が発生する。この性能低下を最小限に抑えるため、多くの外付けGPUボックスにはグラフィックボード自体が持つ映像出力端子（HDMIやDisplayPortなど）が備わっている。この端子に直接外部モニターを接続することで、レンダリング結果のデータをコンピュータ本体に送り返す工程を省略し、GPUが生成した映像を直接モニターに出力できる。これにより、データ転送のボトルネックが緩和され、グラフィックボードの性能を最大限に引き出すことが可能となる。導入にあたっては、いくつかの注意点が存在する。まず、使用するコンピュータがThunderbolt 3以上のポートを備えていることが必須条件となる。物理的なコネクタ形状が同じUSB Type-Cであっても、Thunderbolt規格に対応していないポートでは使用できない。また、コンピュータのOSやBIOS、グラフィックボードのドライバ、そして外付けGPUボックス自体のファームウェア間の互換性も重要であり、各メーカーが提供する互換性リストを事前に確認する必要がある。さらに、搭載するグラフィックボードの消費電力と物理的なサイズも考慮しなければならない。外付けGPUボックスに内蔵されている電源ユニットの供給能力を超える消費電力のグラフィックボードは動作せず、筐体のサイズに収まらない大型のグラフィックボードは物理的に搭載できない。これらの要素を総合的に検討し、自身のコンピュータ環境と目的に合致した製品を選定することが、外付けGPUボックスを有効に活用する上で不可欠である。