APU (AMD)

APU（読み：えーぴーゆー、語源：Accelerated Processing Unit）とは、米国AMD社が開発および販売しているCPUとGPUをワンチップに統合したプロセッサーの総称である。当初はAMD Fusionというコードネームで呼ばれていた。

概要

利点

APUはCPUとGPUをワンチップ化することで製造コストを下げるものであるとされる。

それ以上に重要なのが、APUではCPUとGPUを統合したうえでメインメモリを共有で使用するという点である。CPUとGPUが個別の製品ではメインメモリとビデオメモリ（いわゆるVRAMと呼ばれるもの）はそれぞれ別々に搭載しているのが一般的で、そのようなシステムで大容量のメインメモリから必要な部分を切り出してビデオメモリに転送し使用するという流れとなる。また、近年流行のGPGPUではビデオメモリからメインメモリへ書き戻すという従来とは逆方向の転送処理も発生するに至っている。

この転送処理は非常に無駄であり、消費電力増大に繋がっているので、共有メモリを利用して無駄を省き、高速化と省電力化を実現しようというのがAPUのもっとも重要な要素であるとされている。この共有メモリに関する技術は「hUMA（読み：ヒューマ、heterogeneous Uniform Memory Access）」と呼ばれており、AMDの発表資料の中でも両端にCPUとGPUがあり、ど真ん中にhUMAが鎮座している風に表現されている。

欠点

一般的に半導体は1個のチップの大きさ（面積）が大きければ大きいほど高コストになる。APUもその制約にもれることなく、常識的な価格、とくにAPUの当初目的である「低コスト・低価格」を実現するには一定の大きさ（従来のCPUの大きさ）に収まるようにする必要があるため回路規模は大きくしすぎるわけにはいかない。よって、CPUに大きく割り振るのか、GPUに大きく割り振るのかという選択肢に迫られることになる。たとえばAPUの採用したPlayStation 4では、CPUはお情け程度で、GPUに大部分を割り振っている。

また、一般的にディスクリートGPUのビデオメモリには、メインメモリよりも１世代先を行く高速な規格のメモリが採用されている。たとえばメインメモリはDDR3で、ビデオメモリはGDDR5などといった感じである。しかしながらAPUでは安価で入手性の高いメインメモリを軸にすることが多く、そうなるとデータ転送が遅すぎてGPUが空回りする（遊んでしまう）という状態が多々発生する。その問題を解決するため、より高クロックで動作するメモリを利用するなどの涙ぐましい努力が自作PC界隈では行われている。なお、APUの採用を表明したPlayStation 4ではメインメモリ（共有メモリ）にGDDR5を採用するという自作PCなどのようにパーツ交換などを考慮しなくても良いゲーム機ならではの暴挙に出ている。

またCPUやGPUだけでなく、メモリをもワンチップの中に入れてしまい、非常に広い帯域で繋ぐという「HBM」なるものも登場してきている。

関連項目

• AMD
• CPU
• GPU
• hUMA
• HBM
• ワンチップマイコン