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nVIDIA社が提唱するハイエンドGPUの新しい使い方

MacのGPUの今後を左右する「MAX-Q Design」のチカラ

nVIDIA社は今年５月、台北Computexにて新しいモバイルグラフィックスの設計アプローチ「MAX-Q Design」を発表した。MAX-Q Designを一言で言えば、従来のゲーミングノートPCと比較して、その厚さを3分の1、性能は最大3倍に引き上げようというものだ。

性能より効率を優先

従来のハイエンドGPUはその圧倒的な性能と引き替えに、100Wを超える膨大な消費電力と、これに伴う大量の廃熱を処理することを設計者に求めてきた。特にゲーミングPCでは搭載するGPUの処理性能がダイレクトにアプリケーションの操作性や視認性に直結するため、ユーザは消費電力や発熱量以上にGPUの性能を追い求め、GPUベンダーはその期待に応えるべく性能向上に注力してきた経緯がある。

一方で消費電力や熱処理能力に限界のあるノートパソコン向けには、コアユニット数や動作クロックを抑えたモバイル向けのGPUラインアップが用意され、プラットフォームに応じて性能と消費電力のバランスを見極めるのが従来のアプローチだった。この方法ではたとえばMacBookエアのような薄型モバイルノートには相応のGPUしか搭載ができず、ゲーミングPCとしての高いグラフィック性能を求めることは難しかった。

これに対して、nVIDIAは「MAX-Qデザイン（MAX-Q Design）」で従来とは大きく異なる新しいアプローチを採用した。MAX-Qに対応するGPUはデスクトップ向けGPUの中でもハイエンドカテゴリーのラインアップとなるジーフォース（GeForce） GTX1080／同1070／同1060の3モデルで、TDPは165W／150W／120Wと非常に大電力を必要とするGPUだ。このようなハイエンドGPUは本来ノートPCに搭載すること自体が困難だが、それを可能にするのがMAX-Qデザインの神髄だ。

MAX-Qデザインの構成要素

MAX-Qデザインは次に述べる4つの技術の組み合わせによって実現されている。1つ目はピーク性能に優れた強力なハイエンドGPU、2つ目はアプリケーション（ゲーム）に最適化された設定、3つ目は冷却システムの改良、4つ目が次世代の高効率電源回路だ。

従来の外部GPUでは、一般的に性能優先のチューニングが施されている。GPUの性能は動作クロックが高いほどそのパフォーマンスが向上するが、動作クロック（性能）と消費電力（発熱量）は必ずしもリニアに相関するわけではない。ある程度までは性能の伸びにほぼ連動して消費電力も増大していくが、そのカーブはやがて消費電力の増大に対して得られる性能ゲインが少なくなっていき、その先ではほぼ頭打ちになる指数関数的なカーブを描く。一般的なGPUでは少しでも高い処理性能を求めるべく、より処理性能にフォーカスしてそのバランスがチューニングされているものが多かったが、MAX-Qデザインではエネルギー効率を最優先にしたチューニングが施されている。その性能と消費電力のバランスが取れたもっともエネルギー効率に優れた領域をnVIDIAは「MAX-Q」と呼んでおり、この領域を積極的に利用することで高いパフォーマンスと低い消費電力を両立し、優れたエネルギー効率を発揮させることがMAX-Qデザインの大きな特徴だ。