ＧＰＵの帯域はどれくらいなんですか？

質問

グラフィックボードの拡張スロットは
ＰＣＩ→ＡＧＰ1,2×→4×→8×→ＰＣＩ Express16×
、ＧＰＵもものすごいスピードで進化しています。
ＰＣＩ時代からどのように進化してきたかにはすごく興味があります。
しかし、どっかのＨＰに実際の転送速度はＡＧＰ2×あれば良い、8×で帯域を使いきっていないのに
pciexpress16×はいらないとかいてありました。
ＨＤＴＶなどの転送用にグラフィックバスは拡張されたんでしょうか？
以前この掲示板でgeforce4ti4200を使うのにＡＧＰ2×ではボトルネックと言われました。どのくらいの転送速度がいるのかが気になっております。
世代別に大体の（必要とされている）ＧＰＵの転送速度を教えていただけませんか？

回答No.1

parts · ベストアンサー

まあ、PCI Express 16xが最初からフルで使われるようでは、困りますからね。そりゃあ、1～2年はその傾向が続くでしょうし、双方向でこれほどの速度を必要とするのは、確かにHDTVなど特定の用途に限られるでしょう。あくまで、体感するほどの性能を感じる用途の話ですけどね。

では、AGPx4以上やPCI Expressは必要ないのかというと、それは使う側の解釈であり、作る側とは隔たりがあります。実際のところグラフィックス性能のボトルネックはグラフィックスチップではなく、外部バス側にあります。

これは、CPUでも言えることですがメモリなどの速度が今の倍速ありそこからグラフィクスやCPUまでの経路の速度が同じように速くなればグラフィックス性能もさらに向上することが期待できるのです。もちろん、ハードディスクの速度も同じだけ速くなる必要があります。

まあ、最近発表されたPS3のコアとなるCellを見れば分かりますが、これはメモリに25.6GB/sという転送速度を与えています。パソコンが現在ピークバンド幅で8.5GB/s程度ですから圧倒的な速さですよね。これでも、コアの速度にはかないません。

だから、速度を隠蔽するためにビデオメモリやキャッシュメモリというメモリを実装してよく使うデータを蓄えて空き時間がなるべく発生しないようにしているのです。そのため、実際には帯域は慢性的に不足気味であると考えることができるのです。これは、CPUも陰影処理（Shader処理）をできるGPUにも言えるのです。

では、何故使い切れていないなどと言えるのかというと、それはベンチマークや体感するソフトなどで数値が上がらないことがあります。何故、向上しないかというと一定以上処理はいくら帯域が広くても、周辺部の帯域が向上しなければ向上しないためです。

PCIが高速になっても、その先にあるメモリバスやハードディスクが遅ければどうでしょう。結局待つことになるでしょう。そういうハードウェアを組み立てたときに生じる全体のボトルネックが底上げされないとパフォーマンスは発揮できません。

さらに、ソフトにも限界がある。どんな最先端のグラフィックカードでもソフトが軽量なら、変わりませんからね。また、解像度が高くないとそれほど帯域を使わないソフトも多いです。

結局どこがボトルネックかは、ビデオカードの周り側だけではなく、その外側のハードウェアやソフトウェアにもあります。逆に言えば、ビデオカードの性能が低いからグラフィックバスが遅くてもよいという場合は少ないですよ。後は、使う側がどう使うかの問題です。
2倍でもよい、8倍がよい。16倍は駄目ということはなく、使う側が満足できるならPCIでも良いですし、PCI Expressの32xぐらいが欲しいという人もいるかもしれません。

最後に世代別に必要な転送速度はその世代で使われるバスの最大速度でつなぐことが前提の速度で提供されます。GeForce3でも4倍速は必要な速度があります。これは、使う側が感じる体感速度や能力の問題ではなく、あくまで実際のピーク幅が必要であるためです。2倍速で十分だからと4速を遅いバスにつないだら効率的なわけではなく、最大性能が下がり非効率になります。ただ、使う側がそれでも満足できるかできないかの問題になります。

補足

グラフィックバスは高いほどいいのですね。
バスがボトルネックなのですね。
geforce3でも4倍速がいるのですね。
ここで新たな疑問が生じたのですが、
geforce3でピークで4倍速が達することみたいですが、
geforce6800だったら8倍速でも足らないと思いますが
どうなんでしょうか？
ＧＰＵのパフォーマンスはバスの帯域に左右されるのですが、Geforce4Ti4200ＡＧＰ８×は4×とあまりパフォーマンスは変わらなかったと思います。
つまりはソフトが軽すぎてソフトがボトルネックとなっているとかんがえるのでしょうか？
ＧＰＵの進化は効率をあげてバスの転送速度の限界を極めることとかんがえてよろしいでしょうか？

回答No.5

noname#62848

PCI-E×16では上り下りの双方向トータルで8GB/Sなのでノースブリッジ→GPUは4GB/sになりAGP8×下りだけの2倍ですがほとんどのクラスのカード内ではGPU⇔VRAMは数十GB/sであり理論上は×16でさえボトルネックになっています。
現在実アプリではバスがボトルネックになるようなものはありませんが数年持たせなければならない規格はS-ATAなどのように余裕を持って決めるものでしょう。
またノースブリッジとメインメモリ間はDDR2で8GB/sなのでバランスが取れてきたとも思えます。

将来的にあるかもしれないDUAL GPUで下りで3D描画をしながら上りでキャプチャーするなどの用途にはPCI-E×16でも足りないくらいだそうです。速度はCPUやGPUに依存しますが3D描画やHDTVなどの品質（情報量といってよい）はバス幅に依存するということでしょうか。

回答No.4

A1200hd40

＞ベンチマークやＦＰＳなどは同じＧＰＵでも64bit地雷で大きく影響を受け、スコアの低下や
ゲームがスムーズにできないこともあるんですよね？

その程度で、それほど変化が有るわけでは有りません。
人間が認知できる物ではありません。

人間の感覚がついて行けるのは、３０ｆｐｓ（Frames Per Second）がせいぜいで、それ以上に上げても、滑らかに連続して見える事には変わらないので、意味がありません。
「単なる自己満足の世界」です。

Ｄ３Ｄ７が可能とする事と、現行のＤ３Ｄ９が可能とする事には、表現上にかなりの差が有ります。
より緻密な表現が可能になっているわけです。
そのため、それらを定義するデータも、大型化するものと思われます。

転送量が取り沙汰されるのは、表現が豊かになったことによる、テクスチャ及びレンダリング用パラメータの増大による、「データの巨大化」の問題があるためと推測されます。

ＤＸ８世代のアプリケーションのみ利用する場合は、ＧＦ４Ｔｉで構わないでしょうが、今後発表されるであろう、ＤＸ９標準環境のアプリケーションでは、ＦＸシリーズの中～上クラスが欲しいところになるでしょう。

＊同じファミリーのチップでも、ハイエンドとバリュー向けのチップでは、レンダリング用パイプラインの数が違う事がほとんどです。
平たく言うと、同時に出来る処理の数が違います。
それゆえ、処理速度の差に直結します。

回答No.3

A1200hd40

＞ＧＰＵのパフォーマンスはバスの帯域に左右されるのですが、Geforce4Ti4200ＡＧＰ８×は4×とあまりパフォーマンスは変わらなかったと思います。
つまりはソフトが軽すぎてソフトがボトルネックとなっているとかんがえるのでしょうか？
ＧＰＵの進化は効率をあげてバスの転送速度の限界を極めることとかんがえてよろしいでしょうか？

何か、かんちがいなさってる様なので。

＞ＧＰＵのパフォーマンスはバスの帯域に左右される
NOです。

GPUの構造（アーキテクチャ）、及び、カード上のメモリ周りの速度、そして、GPUの駆動クロックスピードに、その大半が左右されます。
転送速度は、２次的要因でしかありません。
ベンチマーカーや、ＦＰＳ（一人称視点シューティング）ゲームなどをやる人は、高価なハイエンドのグラフィックチップの性能をほんの少しでも引き出したいがために、転送速度を気にします。

＞Geforce4Ti4200ＡＧＰ８×は4×とあまりパフォーマンスは変わらなかったと思います。

バスの仕様がＡＧＰ３．０（１．５Ｖ：８ｘモード対応）に変更されただけで、中身その物が変わらないからです。

＞ソフトが軽すぎてソフトがボトルネックとなっているとかんがえるのでしょうか？

ＮＯです。
ソフトが軽いなら、リフレッシュレートはシステムが許容する限界値までいくらでも上がります。
３ＤＭａｒｋなどのグラフィックベンチマークソフトが、とにかく処理を複雑にする様に作られているのは、そうやって負荷をかけないと、「実力が判定できない似たり寄ったりの結果」になるためです。

＞世代別に大体の（必要とされている）ＧＰＵの転送速度を教えていただけませんか？

バスの規格自体がここ数年で変化していますので、マザーボードに適合する物としか言えません。

ただ、機能の指標としては、ＤｉｒｅｃｔＸのバージョン別に、ハイエンド：メインストリーム：バリュー：の、３通りの区分が出来るでしょう。

geforce4ti4200は、ＤｉｒｅｃｔＸ８．１世代中盤～後半の、「ややバリュー向け気味なメインストリーム」として記憶しています。

バリュー向けのＧｅｆｏｒｃｅ４ＭＸは、実質的にはＧｅｆｏｒｃｅ２ＭＸと機能自体に変更がありません。
機能的にはＤｉｒｅｃｔＸ７世代の物です。

補足

>GPUの構造（アーキテクチャ）、及び、カード上のメモリ周りの速度、そして、GPUの駆動クロックスピードに、その大半が左右されます。
転送速度は、２次的要因でしかありません。
ベンチマーカーや、ＦＰＳ（一人称視点シューティング）ゲームなどをやる人は、高価なハイエンドのグラフィックチップの性能をほんの少しでも引き出したいがために、転送速度を気にします。

ゲームの推奨スペックでは必要ＧＰＵとメモリだけが書いてあると思うんですが、
ベンチマークやＦＰＳなどは同じＧＰＵでも64bit地雷で大きく影響を受け、スコアの低下や
ゲームがスムーズにできないこともあるんですよね？

余談ですが、geforceFX5600はgeforce4ti4200より性能が低いらしいですが、ＦＸのアーキテェクチャーはあまりよくないといえますよね？FX5900はいいらしいですけど

回答No.2

A1200hd40

ご期待に添えるかどうか判りませんが、取りあえず。

高速バスの転送速度に、それなりの意味が出るのは、ＦＳＢの速度を上回る場合に限ります。

ＡＧＰ１ｘ：６６Ｍｈｚ、２ｘ：１３３ＭＨｚと言う具合に、バスクロックが上がって行きます。
２ｘまでで、意味が出るのはメモリバスＰＣ６６・１００世代のＰＣのみで、現行のＦＳＢでは４ｘモードですらシステム全体の速度を下げる要因になります。

グラフィックボード単体で見るのでは無く、システム全体のバランスをとることが必要なのです。

４ｘ対応のグラフィックカードを、２ｘモードで動かしたところで、２ｘ対応のカードと大差が出るわけでは有りません。
むしろ、余計な電力を使うので、その分無駄になります。

＞どっかのＨＰに実際の転送速度はＡＧＰ2×あれば良い、8×で帯域を使いきっていないのに
pciexpress16×はいらないとかいてありました。

ハイエンド環境を使用しないものを使う方なら、そう言う事も納得できます。
ですが、数年でハイエンド規格がメインストリームに降りてきます。
数年前にも、ＡＧＰ４ｘ不要論がありました。
そう言う物です。