GPUの歴史 ─ 第7章:AIとディープラーニング ─ GPUがAIを動かし、AIがGPUを作り変える

GPUの歴史 ─ 第7章:AIとディープラーニング ─ GPUがAIを動かし、AIがGPUを作り変える TECH

人工知能は、人間が作った最後の“発明”かもしれない。
しかし、その AI を生み出したのは GPUだった。


◆ “CPUでは不可能だった AI” を GPU が可能にした

2012年、深層学習(Deep Learning)は冬の時代だった。
研究は存在したが、実験ができない

  • 学習に 数週間〜数ヶ月
  • 膨大なデータが処理できない
  • 研究費が天井に達する

「理論はある。だが計算できない。」

そこに GPU が現れた。

AlexNet(2012)
ImageNet コンペで、誤差率を10%以上も一気に更新

使われたのは NVIDIA GeForce GTX 580(一般向けGPU)

AI の進化は、GPUを使った瞬間に始まった。

CPU だと数週間かかった学習が、
GPUだと数日になった。

CPU → 不可能
GPU → 現実


◆ AI研究者たちは「GPUが欲しい」から NVIDIA に集まった

AI研究者あるある:

「研究費=GPUを買うお金」

なぜ NVIDIA 一択になったのか?

要素NVIDIAAMD
CUDA(開発環境)最強・シェア独占OpenCL(断片化)
ライブラリ / 学習フレームワークCUDA前提で最適化少ない
論文・学会CUDAコードが標準語誰も使わない

CUDA を学ぶ = AI を研究する
という関係性ができてしまった。

AI研究者にとって、GPUではなくCUDAが必須になった。


◆ AIが GPU を変えた ─ Tensor Core の誕生

ディープラーニングが求めたのは

  • 高速な行列演算(Matrix Multiply)
  • FP32 より軽い精度(FP16 / INT8)
  • 巨大モデルの高速学習

NVIDIAはアーキテクチャを AI 向けに作り変えた。

そして誕生したのが:

Tensor Core(Volta / 2017)

Tensor Core は AI のための専用ユニット

精度用途
FP32高精度計算(従来GPU)
FP16 / INT8深層学習(Tensor Core)

GPU が AI に最適化され、
AI が GPU を進化させた。


◆ 模型は完成した:GPU → AI → GPU

進化のサイクルが回り始める。

AI には計算力(GPU)が必要
 ↓
AI が GPU を要求して進化する
 ↓
GPU が AI 専用設計へ変わる(Tensor Core)

AI が GPU を設計する時代 に入った。


◆ AIが求めたのは「速さ」ではなく「回せる規模」

AI は GPU を “性能” で評価しない。

「この GPU で どれだけ大きなモデル が回るか?」

LLaMA、GPT、Gemini…
大規模モデル(LLM) が主役になり、

  • メモリ容量(HBM)
  • ノード間通信(NVLink / InfiniBand)
  • スケーラビリティ(マルチGPU / マルチノード)

が重要になった。

GPU は単体性能より クラスタ性能 で語られるようになる。


◆ 第7章の結論

GPUが AI を動かし、
AI が GPU を作り変えた。

GPU の進化曲線:

描画 → 表現 → 計算 → AI

AI の進化曲線:

理論 → 実験 → 実用 → GPU依存

そして、2020年代。

GPU は ただの計算装置 ではなく:

文明の知性を育てる器 になった。


▶ 次の章へ進む: 第8章:サステナビリティとハイブリッド化 ─ 電力を制する者がGPUを制する