Windowsの「ハードウェア アクセラレーションによるGPUスケジューリング」とは?メリット・デメリットと有効化すべきかの判断ガイド

「ハードウェア アクセラレーションによるGPUスケジューリング」は、少し聞き慣れない名前の機能ですが、最新GPU向けに用意された新機能で、多くのメリットがある一方、いくつかのデメリットも存在します。この記事では、この機能が何をするものなのか、そして有効にすべきかどうかを詳しく解説します。

そもそもGPUとは何か？

ハードウェアスケジューリングのような高度な話に入る前に、まずGPUについて簡単におさらいしておきましょう。GPU（Graphics Processing Unit）とは、コンピューターに搭載された、グラフィックス描画に特化した専用プロセッサーのことです。

実際には、現在のGPUはグラフィックスにとどまらず、AI処理、データ展開（解凍）、動画編集の高速化など、幅広いタスクを担当するようになっています。ただし、この記事では「画面に高性能なグラフィックスを表示させるためのマイクロチップ」として捉えてください。とはいえ、GPUがすべての作業を単独で行っているわけではありません。コンピューター内の他のコンポーネントもそれぞれ役割を担っており、そこでOS（オペレーティングシステム）の出番となります。

ハードウェア アクセラレーションによるGPUスケジューリングの仕組み

OS（ここではMicrosoft Windows）は、ハードウェアへタスクを割り当てる役割を担っています。従来、WindowsはCPUを使って、コンピューター内のハードウェアへのタスク振り分けという実際の処理を行ってきました。CPUはコンピューター全体の汎用プロセッサーですから、これは理にかなった設計です。

つまり、CPUは「GPUに画面へグラフィックスを描画させる」というプロセスの一部を担っていることになります。しかし、どんな連鎖構造でもそうですが、最も弱い环节がシステム全体の性能を制限してしまいます。CPUがGPUの処理能力に見合う速度でタスクを渡せなければ、いわゆる「ボトルネック」が発生します。ほとんどの場合、ボトルネックになるのはCPUではなくGPUであるべきです。GPUには可能な限り多くのフレームを描画してほしいからです。

ハードウェア アクセラレーションによるGPUスケジューリングを有効にすると、CPUという仲介役が取り除かれ、GPU自身がスケジューリングを管理するようになります。これにより、GPUはCPUからより（完全に独立するわけではありませんが）自律的に動作でき、従来の方式ではCPUボトルネックが発生していた場面でも性能を発揮できるようになります。

ハードウェア アクセラレーションによるGPUスケジューリングのメリット

この機能を有効にすると、次のようなメリットが期待できます。

レイテンシ（遅延）の低減

レイテンシとは、画面上のグラフィックスがプレイヤーの入力やゲーム内の変化に反応するまでにかかる時間のことです。レイテンシが小さいほど、新しいフレームがより早く画面に表示されます。スケジューリング処理からCPUを外すことで、1フレームの描画にかかる総時間が短縮され、全体的なレイテンシも低下するはずです。ただし、体感できるほど改善するかは、プレイするタイトルや使用しているCPUによって異なります。

効率の向上

ハードウェア上でコードを実行する場合、同じ目的を達成するにも効率には差があります。たとえばエミュレーションは非常に非効率です。本来そのコンピューター向けではないソフトウェアを動かすために、まったく別のシステムを丸ごとシミュレートしているからです。理想とされる状態は「ベアメタル（メタルに近い状態）」と呼ばれ、ハードウェアがその本来の性能にできるだけ近い形で動作することを指します。

ハードウェア アクセラレーションによるGPUスケジューリングの潜在的な利点のひとつは、システム内の他コンポーネントからのオーバーヘッドや干渉を抑えながら、GPUをフルポテンシャルで動作させられる点にあります。

応答性と一貫性の向上

スケジューリングをCPUからGPUへオフロードすることで、システム全体の応答性が向上し、重いグラフィックス処理がCPUを圧迫してレイテンシが急増したり、フレーム配信が不安定になったりするのを防げます。フレームレート自体は高く見えても、CPUがすべてをさばききれず、各フレーム間の間隔が不均一になることがあります。その結果、原因を特定しにくい奇妙なカクつきを感じてしまうのです。

ハードウェア アクセラレーションによるGPUスケジューリングのデメリット

この機能は2020年にWindowsへ導入された比較的新しいものであるため、ハードウェア、ドライバー、アプリケーションのすべての組み合わせで問題なく動作するとは限りません。たとえば、私たちも最近『RoboCop: Rogue City』を楽しんでいましたが、このゲームはPC上で頻繁にクラッシュしていました。さまざまなトラブルシューティングを試した結果、ハードウェア アクセラレーションによるGPUスケジューリングを無効にすることでゲームが100%安定し、快適にプレイできるようになりました。

この機能で直面しがちな主な問題は、予測できない不安定さです。私たちは新旧多数のゲームをこの機能を有効にしたままプレイしてきましたが、前述のRoboCop以外で影響が出たことは一度もありません。とはいえ、PC環境は人それぞれ異なります。不安定さに悩んでいる場合は、この機能をオフにして変化があるか確認してみてください。

先述のとおり、PCがすでにCPUボトルネックを抱えていないのであれば、この機能は大きな違いをもたらさない可能性がありますが、ひとつだけ犠牲となるものがあります。最新のGPUには「フレーム生成（Frame Generation）」という機能があり、通常どおりレンダリングされたフレームの間に補間フレームを作り出します。これは、テレビに昔からある「ソープオペラ効果」と呼ばれるモーションスムージングと本質的には同じ仕組みです。ただし、PC上でのこの技術ははるかに自然な映像になり、単純なモーションスムージングが招くようなレイテンシへの悪影響もありません。

フレーム生成はCPUを完全にバイパスするため、CPUボトルネックが発生しているゲームに最適です。しかし、お察しのとおり、この機能はハードウェア アクセラレーションによるGPUスケジューリングに依存しています。フレーム生成に関心がないのであれば、この機能をオフにしても実質的な損失はありません。

必要最低要件

機能のオン/オフを検討する前に、まずお使いのコンピューターが対応しているかを確認しましょう。最低要件は以下のとおりです。

• NVIDIA GeForce 1000シリーズ以降、またはAMD Radeon RX 5600シリーズ以降のGPU。執筆時点では、Intel Arcカードはこの機能に対応していません。
  
• Windows 10 バージョン2004以降、またはWindows 11
  
• お使いのGPUに対応した最新版グラフィックスドライバー
  

NVIDIA RTX 4060を搭載したWindows 11環境では、この機能はデフォルトで有効になっていました。続いて、確認方法と切り替え手順をご紹介します。

この機能の切り替えはとても簡単ですが、変更のたびにPCの再起動が必要になります。Windowsでの手順は以下のとおりです。

1. Windowsの「設定」を開き、「システム」→「ディスプレイ」を選択します。

1. 下へスクロールして「グラフィック」をクリックします。

1. 「既定の設定」の下にある「既定のグラフィック設定を変更する」を選択します。

1. 「ハードウェア アクセラレーションによるGPUスケジューリング」の項目を探し、オンまたはオフに切り替えます。

トグルを切り替えてPCを再起動すると設定が反映され、機能を有効にした場合はその恩恵を受けられるようになり、無効にした場合は問題が解消されるはずです。

ハードウェア アクセラレーションによるGPUスケジューリングは有効にすべきか？

私たちの経験では、ハードウェア アクセラレーションによるGPUスケジューリングは非常に安定した機能であり、めったにトラブルを起こしません。ゲームや3Dグラフィックスアプリで原因不明の不安定さに悩んでいる場合は、無効化にかかる時間は数分程度なので、原因の切り分けとして試してみる価値は十分にあります。
お気に入りのゲームやアプリで、機能をオン/オフした状態それぞれでベンチマークを計測し、大きな差があるかを確認してから判断するのも良い方法です。ただし、現在および今後登場するゲームは、複雑なシステムやシミュレーションによってCPUへの依存度が高まる傾向にあるため、古いタイトルよりもこの機能の恩恵を受けやすくなっています。この機能単体では劇的な変化は生まれませんが、非同期コンピューティング、メッシュシェーディング、可変レートシェーダー、フレーム生成といった他の最新GPU技術と組み合わせることで、その効果は積み重なっていきます。

中でも特に重要なのがフレーム生成です。この技術はRTX 4060のようなミドル〜ローエンドGPUでこそ真価を発揮します。新作ゲームでフレーム生成を利用したいなら、ハードウェア アクセラレーションによるGPUスケジューリングをオフにした時点で、その選択肢自体が失われてしまうことに注意してください。

結論として、何らかの問題が発生していない限り、この機能は有効のままにしておくことをおすすめします。