CPUとGPU そしてNVIDIA；半導体の勉強

2024年2月24日 2024年2月24日

◆ CPUとGPU そしてNVIDIA

半導体にはいろんな種類がありますが、きょうはCPUとGPUに特化しましょう

CPU（Central Processing Unit、中央処理装置）はパソコンなど幅広い電子機器に使われる頭脳です。Intelというとイメージしやすいですかね。計算や指示出しが得意で、半導体の代表選手です

GPU（Graphics Processing Unit、グラフィックス処理装置）は同時並行で多数の計算をするのが得意で、もともとは3Dグラフィックス処理などゲーム用途が中心でした。

その後、画像認識で圧倒的なパフォーマンスをだすことがわかると、自動運転にも活用され、そしてAIの学習もものすごく強いことが次第にわかってきました。

そこで一気に頭角を現したのがNVIDIAです。

NVIDIAのGPUは同時・多数の計算処理が得意です。ゲーミングや自動計算、ロボティクスなど幅広い分野で活用されてきました。

そして、AIやディープラーニングでは、膨大なデータセットからの学習が必要です。NVIDIAのGPUは、この処理がとても速く、いま引っ張りだこになっているわけです。

複雑な工程で、かつ急速に進歩する世界なので、1社が設計から製造までフルラインナップでやるのは大きなコストとリスクを伴います。

このため、「設計・開発」、「半導体製造」、「製造装置メーカー」などで分業が進んでいます。代表的な企業は…

「設計・開発」
：NVIDIA, Apple, AMD, Broadcom, Samsung（製造も）、Intel（製造も）など

「製造」（ファウンドリー、NVIDIAなどから委託をうけ製造）
：TSMC, Samsungなど

「製造装置メーカー」（「成膜」「洗浄」「検査」など各工程の装置）
：ASML、Applied Materials, Lam Research, 東京エレクトロン、レーザーテックなど

NVIDIAは工場を持たないファブレス企業です。自ら設計・開発したGPUの製造は主に台湾のTSMCに外注します。大きな製造設備をもたず、高度な製造に向けた研究開発を負担しなくて済みます

台湾のTSMCはNVIDIAやApple、ソニーや任天堂もお客さんにもち、半導体製造をガッツリと担っています。多様なお客さんがいるので、需要の波は分散され、また「規模のメリット」で大規模な投資や研究開発、拠点の集約ができます

この記事を書いた人

28歳の外科医（勤務医）です。経済的自由を目指しています。

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