かつては、ディスクリートグラフィックプロセッサを搭載していないと、まともなゲームをプレイできないPCがありました。しかし今日では、市販のデスクトップPCのほとんど、そしてほぼすべてのノートPCが、ビデオとグラフィックの処理をCPUに完全に依存しています。それでも、ディスクリートグラフィックの市場は活況を呈しています。AAA級のPCゲームをプレイすることにジョイスティックを全く気にしないのであれば、ビデオカードへのアップグレードは価値があるのでしょうか？統合型グラフィックプロセッサとディスクリートグラフィックプロセッサのパフォーマンスを比較してみましょう。
AMD の Kaveri シリーズ APU は、Intel の CPU よりも強力な統合グラフィックスを実現します。
AMDとIntelは、それぞれのCPUに統合されたグラフィック技術を大幅に改良しました。AMDのKaveriクラスのAccelerated Processing Unit（APU）には、同社の最高峰のディスクリートRadeonシリーズグラフィックプロセッサと同じ強力なGraphics Core Next（GCN）アーキテクチャが採用されています。
Intelは、第4世代Coreプロセッサ（コードネームHaswell）に統合されているHDシリーズグラフィックエンジンの機能と性能をアップデートしました。MicrosoftのDirectX 11.1 API（元々はWindowsゲーム用に開発されたアプリケーションプログラムインターフェース）のサポートが拡大し、複数のディスプレイ（4Kモデルも含む）を簡単にサポートできるようになり、対応ゲームも大幅に増加しました。
AMD は統合グラフィックスでは優位に立っていますが、その他の面では Intel の Haswell クラスの CPU が AMD を上回っています。
ディスクリートグラフィックスの違いがもたらす違いを検証するため、2台のコンピューターを組み立てました。1台はAMD A8-7800（KaveriクラスのAPUでRadeon R7シリーズグラフィックスプロセッサを統合）、もう1台はIntel Core i7-4670（HaswellクラスのCPUでIntel HD 4600グラフィックスプロセッサを統合）を搭載しています。そして、各システムで、ディスクリートビデオカード搭載時と非搭載時のベンチマークテストを連続して実行しました。その結果にきっと驚かれることでしょう。
ディスクリートグラフィックスの議論
ディスクリートグラフィックスの支持者は、通常、パフォーマンスという大きなメリットを謳っています。最安価格帯のビデオカードを除き、CPU内蔵のGPUよりもはるかに強力なGPUを搭載しています。さらに、ビデオカードはGPU専用の高速メモリプールを提供します。一方、統合型GPUはシステムメモリとデータバスの両方を共有する必要があります。通常、ディスクリートGPUでゲームの画質設定を最大にしても、統合型グラフィックスをはるかに凌駕するパフォーマンスが得られます。
ディスクリートグラフィックカードを使用することには、他にもメリットがあります。例えば、Nvidiaの最新世代グラフィックカードでは、ShadowPlayやPhysXといった独自機能を利用できます。ShadowPlayは、NvidiaのGPUに内蔵されたビデオエンコーディングエンジンを活用し、フレームレートへの影響をほとんど与えずに、ゲームプレイ動画をリアルタイムで録画・ストリーミングできます。これは、Nvidiaの携帯型ゲーム機「Shield」の重要な機能です。
PhysXはNVIDIA独自の物理シミュレーション技術で、ゲーム内のオブジェクトを現実世界に近い形で表現できます（布の波紋や破裂、液体の流れや飛び散り、建物の破片の爆発など）。PhysXはすべてのゲームでサポートされているわけではありませんが、サポートされているゲームでは驚異的な視覚効果を発揮します。
Nvidia の GeForce GPU をベースにしたビデオ カードは、Nvidia 独自の物理シミュレーション テクノロジである PhysX をサポートしており、これを利用するゲームにかなりのリアリティをもたらします。
ディスクリートGPUのパワーを活用できるアプリケーションはゲームだけではありません。AMDとNvidiaのGPUは、複数の演算を同時に実行できる数千個のプロセッサで構成されています。Photoshopのような画像編集プログラム、データ暗号化ソフトウェア、Folding@HomeやSeti@Homeのような分散コンピューティングプロジェクトなど、このような並列処理の恩恵を受けるアプリケーションは、より強力なGPUの力を借りれば、より高速に動作します。
ディスクリートGPUは、ビットコイン、ライトコイン、その他の仮想通貨を生成する暗号通貨マイニングを高速化することもできます。マイナーたちは、AMDの最新GPUを搭載したグラフィックカードを大量に購入しています。これは、AMDのRadeonアーキテクチャが、IntelのCoreプロセッサやNVIDIAのGeForceテクノロジーよりもこのタスクにおいて優れていることが証明されたためです。Intelの最速HaswellベースCPUであるCore i7-4770Kは、1秒あたり約9万3千ハッシュを処理できますが、AMDのRadeon R9 290Xは1秒あたり約88万ハッシュを処理できます。
ディスクリートグラフィックスに対する反論
ディスクリートグラフィックカードには欠点があり、中でもコストが最も顕著です。ビデオカードを店頭で購入すると、50ドルから1000ドル、あるいは最高級品になるとそれ以上の価格になります（ただし、非常に高速なカードは400ドル以下で購入できます）。AMDはつい昨日、世界最速のビデオカードを発表しました。Radeon R9 295X2は、同社最速のGPUを2基1枚のカードに搭載しています。価格は1500ドルです。
一方、AMD と Intel は、現世代のプロセッサでグラフィックスを基本的に廃止しており (AMD の FX シリーズと Intel の Ivy Bridge-E チップのみ統合 GPU が搭載されていません)、これらの CPU をサポートするマザーボードにはディスプレイ出力が組み込まれています。
NvidiaのGeForce GTX Titan Zの価格は2999ドルと高額ですが、ゲーマーの大多数は300ドルから500ドル程度のカードを購入しています。それでもまだかなり高価です。
ディスクリートグラフィックカードはシステムを複雑化させます。例えば、マザーボードにはカードを搭載するためのPCIe x16スロットが必要です。これはDIYユーザーにとっては通常問題になりませんが、市販のシステムの中にはそのようなスロットがないものもあります。あるいは、カードがケースに収まらないかもしれません。あるいは、既存の電源がカードの電力要件を満たしていないかもしれません。これらはすべて、PCメーカーがエンドユーザーがそのようなアップグレードを望むことを想定していなかった、あるいは単に気にしていなかったために起こります。
Intelベースのシステムにディスクリートグラフィックカードをインストールすると、IntelのQuick Syncビデオエンコーディングエンジンなどの技術の使用が複雑になる場合があります。Quick SyncはIntelの統合型グラフィックコアにリンクされており、ディスクリートカードをインストールすると無効になる可能性があります。Quick Syncがどうしても必要な場合は、統合型GPUを再度有効にできるかもしれませんが、それを実現するための本当にエレガントな方法は存在しません。
もちろん、タダ飯はありません。ディスクリートビデオカードを追加すると、システム全体の消費電力が増加します。また、カードは熱を発生するため、通常は冷却ファンで排出する必要があり、その際に多少の騒音が発生する場合があります（ローエンドGPUにはパッシブ冷却ソリューションもありますが、ファンベースのカードよりも高価になる傾向があります）。
電力消費は、PC に個別のグラフィック カードを追加することによる欠点の 1 つです。
さて、数字を見てみましょう
いよいよ本題です。2つのシステムを組み立てました。1つ目は、ASUS A88X-ProマザーボードにAMD A8-7600 APUとRadeon R7シリーズ統合グラフィックスを搭載したシステムです。2つ目は、Gigabyte Z87X-UD5 THマザーボードにIntel Core i5-4670プロセッサとIntel HD 4600統合グラフィックスを搭載したシステムです。どちらのシステムも、16GBのメモリ、ストレージにはSamsung 840 Pro SSD、1000ワットのSilverstone電源を搭載しました。Windows 8.1 Pro x64の64ビット版を両システムにインストールしました。
各CPUに統合されたグラフィックプロセッサのみを使用して、ゲーム重視のものから生産性とコンテンツ制作に重点を置いたものまで、一連のベンチマークを実行しました。その後、各システムにRadeon R9 280Xビデオカード（このモデルはXFX製）を搭載し、すべてのベンチマークを再実行しました。
グラフからわかるように（実行したすべてのベンチマークごとにグラフを作成したわけではありません）、ディスクリートグラフィックカードを追加すると、ほぼすべてのパフォーマンスが向上しました。しかも、その恩恵を受けたのはゲームだけではありません。例えば、PCMark 8では、HomeスイートとWorkスイートのOpenGLアクセラレーションバージョンを実行しました。このAPIは、PCの利用可能なコンピューティングリソース（CPUとGPUの両方）をすべて活用します。ディスクリートGPUを追加することで、このベンチマーク1つでシステムのパフォーマンスが3%から19%向上しました。
PC に個別の GPU を追加すると、ゲームだけでなく生産性アプリのパフォーマンスも向上します。
GPU を追加しても、Cinebench マルチスレッド CPU ベンチマーク スコアにはほとんど影響がありませんでした。しかし、Cinebench OpenGL ベンチマークでは、Intel ベース システムのパフォーマンスが驚異的な 79 パーセント向上し、AMD ベース システムではこのベンチマークでのパフォーマンスが 42 パーセント向上しました。
GPU が提供できるコンピューティング リソースを活用するようにプログラムされたアプリでは、個別のビデオ カードによってパフォーマンスが大幅に向上します。
カジュアルゲーマー、つまりFarmvilleやAngry Birdsといった「シンプルな」ゲームをプレイする人は、ディスクリートグラフィックスの恩恵を受けられないと思われがちです。しかし、各システムにディスクリートGPUを追加したところ、MicrosoftのブラウザベースのHTML5ベンチマークであるFishbowlで大幅なパフォーマンス向上が見られました。このテストは60フレーム/秒（ほとんどのモニターのリフレッシュレート）に制限されており、ディスクリートグラフィックスカードを搭載した状態で実行した4つのテストのうち3つでこの上限に達しました。カジュアルゲームが複雑になるにつれて、GPUの処理能力に対するニーズも高まります。
カジュアルゲームをプレイしますか？HTML5ベースのゲームでは、システムに独立したGPUを搭載することでメリットが得られます。
複雑なゲームといえば、ディスクリート GPU を追加することで、 BioShock Infinite (解像度 1920 x 1080 ピクセル) と合成ゲーム ベンチマーク 3DMark Fire Strike を実行する際に、テスト システムに大きな刺激がもたらされました。
驚くことではありません。ビデオカードを追加すると、BioShock（解像度1920 x 1080ピクセル）の動作がかなり高速化しました。
しかし、独立したビデオカードを追加しても大きな影響がなかったアプリケーションが1つあります。それはビデオ再生です。YouTube動画（HTML5）と、H.264コーデックでエンコードされMKVコンテナに格納されたビデオファイルのストリーミングでは、CPU使用率への影響はほとんど見られませんでした。
つまり、ほぼすべてのデスクトップPCユーザーは、ディスクリートグラフィックプロセッサの追加によって恩恵を受けることができます。ビデオカードはゲーマーだけのものではありませんが、ゲーマーにとってのメリットは、一般ユーザーにもたらされるメリットをはるかに上回ります。
