画像処理ユニット(Graphical processing units、GPU)は、近年のAIモデルの登場により、その人気がかつてなく高まっています。並列化可能な計算においては、従来の中央演算処理装置(central-processing-unit、CPU)ベースの計算と比べて数百倍の計算能力を発揮し、他に類を見ないパフォーマンスを提供します。本稿では、数理モデリングにおけるGPUの活用事例を調査し、その適用性、ベンチマーク、コストパフォーマンスについて概説します。近年、新たに生成型事前学習変換(generative pre-trained transformer、GPT)AIモデルに大きく採用されており、その学習やユーザーからの問合せの効率的実行にCPUでは実現できない桁違いの計算速度を活かすGPUを必要としています。本稿では、以下のポイントを中心に論じます。
- CPUとGPUの比較
- GPUパフォーマンスの理解
- GPU処理の適合性
- アーキテクチャの基本
- 数理面の課題とGPU
- 効率的モデリング
- GPUパフォーマンスのコスト分析