ITパスポート 令和7年度 問67：computer_systemに関する問題

答えは b「GPU」 です。

GPUは、画面に絵を描く計算がとても得意な“専門の部品”です。3Dゲームのキャラクターを動かしたり、動画をカクカクさせずなめらかに表示したりするのが仕事です。

ふだんパソコン全体の計算をしている頭脳（CPU）が万能選手だとすると、GPUは「絵を描くこと」だけを猛スピードでこなす職人さんのイメージです。

👉 覚え方：「G」はGraphics（グラフィック＝絵）。“絵の担当＝GPU”。

ほかの選択肢：a CGI＝Webで画面を作る昔の仕組み／c GUI＝アイコンやマウスで操作する画面／d UPS＝停電のときの非常用バッテリー。

なぜこれが正解か

正解は b。GPU（Graphics Processing Unit）は画像・映像の描画処理に特化したハードウェア。多数の演算を並列処理できる構造をもち、3次元画像処理の高速化や動画の滑らかな描画を担う。

各選択肢の解説

• a CGI：Webサーバが外部プログラムを呼び出して動的にページを生成する仕組み。ハードウェアではない。
• c GUI：アイコンやウィンドウをマウス等で操作するユーザーインタフェースの方式。
• d UPS：無停電電源装置。停電時に一時的に電力を供給する装置。

覚え方・ひっかけ注意

GPU・GUI・CGIは略語が似ていて紛らわしい。G=Graphics（描画）＋P=Processing（処理）＝描画用プロセッサと分解して覚える。GUIの「U＝User（操作画面）」と区別すること。

理論的背景

GPU（Graphics Processing Unit）は3次元グラフィクスのレンダリング処理を高速化するために設計された専用プロセッサであり、1999年にNVIDIAがGeForce 256を発表した際に初めてGPUという名称を使用した。正解はbのGPUである。

GPUとCPUのアーキテクチャの根本的な違いを理解することが重要である。CPUは複雑な制御フローと分岐予測を処理する少数の高性能コア（4〜32コア程度）で構成され、シリアル処理に最適化されている。一方GPUは単純な演算を大量に並列実行する数千〜数万のシェーダーコア（CUDA コア・ストリームプロセッサ）を持ち、以下の3D描画パイプラインを処理する。頂点シェーダー（3D座標変換）→ラスタライズ（三角形ポリゴンをピクセルに変換）→フラグメントシェーダー（各ピクセルの色・陰影計算）→テクスチャマッピング→アンチエイリアシング。現代のゲームやVR/AR描画では1秒間に数億〜数十億のピクセル演算を実行するため、この並列処理能力が不可欠である。

実務での使われ方

GPUは本来の描画用途を超えて、現代では汎用並列計算（GPGPU：General-Purpose computing on GPU）として幅広い分野で活用されている。

AIディープラーニング分野：NVIDIAのCUDAプラットフォームにより、TensorFlow・PyTorchなどのAIフレームワークがGPUの並列計算を活用する。現代のLLM（大規模言語モデル）の学習にはNVIDIA H100を搭載したGPUサーバクラスターが必須で、GPT-4の学習にはH100×数万枚規模のGPUクラスターが使用されたと言われる。科学技術計算分野：気候モデリング・創薬シミュレーション・流体力学・量子化学計算など、行列演算が中核となる計算にGPUが採用されている。仮想通貨マイニング：ブロックチェーンのプルーフ・オブ・ワーク（PoW）計算（SHA-256等のハッシュ計算）にGPUが使われた（現在はASICが主流）。

試験での位置づけ

GPUはITパスポートのテクノロジ系コンピュータシステム分野に出題される用語であり、近年のAI・機械学習への関心の高まりから出題頻度が上がっている。本問の選択肢では「CGI（a）・GPU（b）・GUI（c）・UPS（d）」が並べられており、「G」を含む略語を正確に区別できるかを問う構造となっている。特にCGI（Common Gateway Interface：Webサーバでのプログラム実行の仕組み）とGPU（描画専用プロセッサ）・GUI（Graphical User Interface：グラフィカルな操作画面）の混同に注意が必要である。

基本情報技術者試験では、GPU内部のシェーダーコア数・メモリ帯域幅・VRAM（ビデオRAM）の役割、GPUとCPUのデータ転送（PCIe帯域幅）のボトルネック、GPGPU技術（CUDA・OpenCL）の概念まで出題される可能性がある。また生成AI・LLMの普及を受け、GPU不足・GPUクラスターのインフラ設計がITストラテジスト試験でも言及されるようになっている。

選択肢の発展補足

選択肢aのCGI（Common Gateway Interface）はWebサーバがPerlやCGIスクリプトなどのプログラムを動的に実行するための古典的な仕組みで、1990年代のWebアプリケーション開発の主流だった。現代ではPHP・Python（WSGI）・Ruby（Rack）・Node.jsなどのより効率的なフレームワークに置き換えられているが、試験では用語の識別として出題される。選択肢cのGUI（Graphical User Interface）はアイコン・ウィンドウ・マウスによる直感的な操作環境であり、CUI（Character User Interface・コマンドライン操作）の対義語として定義される。1984年のApple Macintosh発売がGUIの普及起点とされる。選択肢dのUPS（Uninterruptible Power Supply：無停電電源装置）は停電・電源瞬断時にバッテリーで一定時間の給電を維持し、サーバやネットワーク機器への急激な電源断を防ぐ機器である。サーバルームのインフラ設計において必須の装置として位置づけられる。