【PC初心者】性能差：CPUとGPUのボトルネックって何？？【PC選び – 備忘録 #9】

はじめに

※2024/4/24更新

さて今回は、CPUとGPUのボトルネックについてまとめたいと思います。

PCについて色々調べていると、ボトルネックという単語にぶち当たると思います。ネックと言われると、なんだかマイナスなイメージがあって不安になりますよね？？

もちろんマイナスな面に関する説明なのですが、ちゃんと内容について理解しておくことでPC選びの参考になるはずです。

ボトルネックとは何か？？、ボトルネックが生じることの問題点、オススメのボトルネックチェッカーなどを紹介しますので、必ず頭に入れておくようにしましょう！お時間の無い方は最後の結論だけでもOKです。

それではさっそく見ていきましょう！

ボトルネックとは？？

ボトルネックとは、システムやプロセスの中で最も遅い部分を指します。最も遅い、すなわち全体のパフォーマンスを制限するため、ボトルネックと呼ばれます。

例えば、製造ラインで一部の工程が遅い場合、その工程が全体の生産速度を制限するボトルネックになります。

CPUとGPUのボトルネック

CPUのボトルネック

CPUのボトルネックは、多くの計算を必要とするアプリケーションを実行しているときに発生することが多いです。例えば、大規模なデータベースのクエリを実行したり、複雑な科学的計算を行ったりすると、CPUがフルに利用され、他のタスクが待機状態になる可能性があります。

GPUのボトルネック

GPUのボトルネックは、高解像度のグラフィックスをレンダリングするゲームや、大量のデータを並列処理するAIアプリケーションを実行しているときに発生することが多いです。これらのタスクは、GPUの計算能力やメモリ帯域幅をフルに利用し、GPUが他のタスクを処理できないほどになる可能性があります。

ボトルネックの問題点

さて、ボトルネックが何かについてはよく分かっていただけたかと思います。ではボトルネックが生じるとどんなことが問題となるのでしょうか？？

一番の問題は、CPUとGPUの性能差によるボトルネックの発生です。（ボトルネックの発生という表現が正しいかどうかはさておき・・・）

CPUとGPUはお互い関わり合いながらタスクをこなします（厳密な表現ではないかもしれませんが気にしないで下さいね）。そのため、お互いのパワーバランスがしっかりと取れていないと、最大の力を発揮することができません。

具体例で考えましょうか。

例えば、Max100の力まで出せるCPUと、Max200の力まで出せるGPUがあったとします。CPUとGPUで100も性能差がありますね。

このとき例えば、150のタスクを実行しようとしても、パワー不足で実行することはできません（実行できないというのは不正確な表現かもしれませんが、まぁイメージだけなので気にしないで下さい。）。GPUはMax200まで力を出せるので50も余力がありますが、CPUはMax100までしか力を出せないため、全然パワーが足りていないわけです。この場合は、CPUがボトルネックとなってGPUの足を引っ張っているわけですね。

こうなると、結局GPUが200も力を持っていても、オーバーパワー、オーバースペックなわけです。わざわざ高いお金を払って力を使いこなせないわけです。そんなのもったいないですよね？？

だからこそ、CPUとGPUのパワーバランスがちょうど同じくらいのパーツを選ぶことが大切なわけです。

イメージできましたかね？？

さてさて、ではでは、一番の問題は、そんなことPC買うときに気にする必要があるのかというところですよね・・・？？

結論、

です。

もちろん、ご自身でパーツを選択・購入し、自作でPCを組む場合は、性能差によるボトルネックの発生は意識しないといけません。

しかし、当記事は初心者向けのPC選び記事です。自作PCを組む人でこの記事を読んでいる方は少ないのかなと思います。

お店に売っているPCはすでにそれぞれのパーツが備わっていますよね？？これは、メーカーさんがある程度最適な組み合わせのCPUやGPUを選択しています。そのため、よほど特殊な使い方をしない限り、性能差によるボトルネックなんて気にしなくてOKです。

つらつら述べてきましたが、結論それだけかい？！とビックリしましたかね？？まぁ・・・、そんなものです。

兎にも角にも、お店で出来上がったPCを購入する場合は全く気にしなくてOKですので、好きな物を選択するようにしましょう～。

ボトルネックチェッカー

おすすめボトルネックチェッカー

ボトルネックが何なのかについてはご理解いただけましたかね？？

まぁあんまり気にしなくてもいいわけですが、やはり内容について知っておきたい（初心者の方にはいないと思いますが、自作PCを組む方などは必見だと思います。）という方には、ボトルネックチェッカーがオススメです。CPUとGPUを選択してあげることで、どの程度ボトルネックが生じるのか測定できるツールになります。

↑のサイトへアクセスし、いくつか例を見ていきましょうか。

例1：ボトルネックが小さい場合

まずは以下の条件でボトルネックを見ていきましょう。

「プロセッサ：CPU」、「グラフィックカード：GPU」、「画面の解像度」はご自身が使用しているもの、使用を考えているものを選択してください。

「目的」はPCゲームを楽しむ想定で「グラフィック カードの負荷の高いタスク」を選択しました。用途に合わせて「一般的なタスク」か「プロセッサ負荷の高いタスク」を選択するのもありですね。

プロセッサ：CPU	Intel Core i7-13700F [Desktop] 2.10 GHz
グラフィックカード：GPU	NVIDIA GeForce RTX 4060Ti [Desktop] 16384 MB
画面の解像度	1920 × 1080 [FHD [1080p]]
目的	グラフィック カードの負荷の高いタスク

それぞれ選択できたら、「計算へ進む」ボタンを押下しましょう！以下の画面が表示されるはずです。

画像を見てもらったら分かる通り、ボトルネックが「0 %」となっています。すなわち、ボトルネックがほとんど無いということですね。（このサイトでは5 %未満であれば問題なしと定義しているみたいです。）

私の使っているCPUとGPUはゲーム（GPUに負荷がかかるような作業）を実施する場合、効率的にお互いのパフォーマンスを引き出しあえているということが分かりました。

まぁ当然ですね。お店で売っているPCはしっかりと最適な組み合わせが選択されているわけですので。これが、自作PCを組む人以外はボトルネックなんて気にしなくてよいと言った所以になります。

例2：ボトルネックが大きい場合

次に以下の条件を試してみましょう。

プロセッサ：CPU	Intel Core i7-13700F [Desktop] 2.10 GHz
グラフィックカード：GPU	NVIDIA GeForce RTX 4070Ti [Desktop] 12288 MB
画面の解像度	1920 × 1080 [FHD [1080p]]
目的	グラフィック カードの負荷の高いタスク

例1との変更点は、グラフィックカード：GPUを「GeForce RTX 4060Ti」から「GeForce RTX 4070Ti」にしたという点です。すなわち、少し性能の高いGPUを搭載していた場合どうなるのかといった検証ですね。

結果は以下の通りです。

なんと、GPUの性能を少し上げただけで「12.4 %」のプロセッサ：CPUボトルネックとなってしまいました。要するに、高いGPUの性能を、CPUが引き出せていないというわけですね・・・。いかに店頭で売られている組み合わせが最適化されているのかよく分かりました。

とまぁこんな感じで、組み合わせ次第でどの程度ボトルネックがあるのか一目瞭然にできる便利ツールがボトルネックチェッカーとなります。皆さんも気になった方は是非1度試してみてはいかがでしょうか。

※おまけ：例1の目的を変えた場合

以下はおまけです。興味がなければ飛ばしていただいてOKです。

例1では、PCゲームを楽しむ想定で「グラフィック カードの負荷の高いタスク」を選択しましたが、少し目的を変えてみましょう。CPUとGPUは例1から変えません。以下のような条件での計算を実行してみましょう。

プロセッサ：CPU	Intel Core i7-13700F [Desktop] 2.10 GHz
グラフィックカード：GPU	NVIDIA GeForce RTX 4060Ti [Desktop] 16384 MB
画面の解像度	1920 × 1080 [FHD [1080p]]
目的	プロセッサ負荷の高いタスク

結果は以下の通りです。

なんと！「31.9 %」のプロセッサ：CPUボトルネックです。例2よりも大きなボトルネックとなっていますね。

ここからはあくまでも推測ですが、私の購入したPCはゲーミングPCと呼ばれるものです。（記事の最後にオススメのデスクトップPCとして紹介しているので是非・・・。）

要するに、ゲームをするのに特化した組み合わせでCPUとGPUを選択しているため、プロセッサ負荷の高いタスクには弱いのではないでしょうか。

もちろん、普段PCを使っていて困ることなんて100億万 %ありえないですし、なんだこのPC？！ダメダメじゃねぇか！！とか分けわからない戯言をぬかしたいわけではありません。むしろ今使っているPCは最高の最高です。是非皆さんにも使っていただきたいです。

私が言いたいのは、実行するタスクによってここまで違うのかということです。いかに自作PCを組む人が組み合わせにこだわる必要があるかということがよく分かりましたね。にしても、全てにつよつよの組み合わせなんて見つかるのでしょうか・・・？？必ずどこかに穴はありそうですが・・・。まぁこの辺りは私よりももっと詳しい方がまとめてくれているでしょう。「CPU　GPU　組み合わせ　最強」とか調べればいくらでも記事が出るのではないですかね。もし気になった方は調べてみてください。（私も調べてみようかな・・・。色々出すぎて泥沼にはまりそうですけど・・・。）

以上、おまけでした～

最後に

さて今回は、CPUとGPUのボトルネックについてまとめました。

ボトルネックとは何なのかイメージつきましたかね？？

色々書きましたが、PC選びとしての結論は1つだけでした。

また、オススメのボトルネックチェッカーも紹介しました。

是非遊んでみてはいかがでしょうか。結構楽しかったです。

今回は以上！

前回まとめた記事も読んでもらえると嬉しいです！

PC選び以外の記事も是非！