グラフィック プロセッシング ユニット (GPU) の市場規模、シェア、成長、業界分析、タイプ別 (統合型 GPU、専用 GPU、モバイル GPU)、アプリケーション別 (ゲーム、仮想通貨マイニング、AI/ML、コンピューター グラフィックス、データ処理)、地域別の洞察と 2033 年までの予測

グラフィック プロセッシング ユニット (GPU) 市場の概要

グラフィック プロセッシング ユニット (GPU) の市場規模は、2024 年に 4,382 万米ドルと評価され、2033 年までに 7,955 万米ドルに達すると予想されており、2025 年から 2033 年にかけて 6.85% の CAGR で成長します。

GPU 市場は、AI、ゲーム、およびデータ集約型アプリケーションにおける高度なコンピューティング パフォーマンスの需要によって促進され、世界の半導体およびコンピューティング ハードウェア業界内で急速に進化しているセグメントです。 2023 年に世界の GPU 出荷台数は 4 億 8,700 万台を超え、専用 GPU が全体の 38% を占め、統合型 GPU が全体の 49% を占めました。残りの 13% はモバイル GPU であり、スマートフォン ゲームとオンデバイス AI 処理の拡大によって推進されました。 GPU エコシステムは、ゲーム コンソール、データ センター、AI サーバー、自動運転車、エッジ デバイスに及びます。

NVIDIA と AMD は、2023 年に世界で合計 2 億 9,000 万個以上の GPU ユニットを出荷しました。NVIDIA 単独でゲームおよびハイパフォーマンス コンピューティングのワークロード向けにディスクリート GPU ユニットの 82% を供給しましたが、AMD は APU を通じて統合型 GPU 市場のかなりの部分を獲得しました。 AI アクセラレーションの需要が急増し、データセンター導入の 67% 以上が機械学習および深層学習タスクに GPU に依存するようになりました。仮想通貨マイニングでは、2023 年第 4 四半期の時点で、北米とアジア太平洋地域で 2,200 万台を超える GPU が使用されています。

世界的な AI ワークロードは前年比で 2 倍になると予想されており、GPU 市場はゲーム、エンタープライズ コンピューティング、モバイル セグメントにわたって急速に拡大しています。この需要により、GPU アーキテクチャ、メモリ帯域幅、エネルギー効率の革新が促進されています。

主な調査結果

ドライバ：AI モデルのトレーニング、データ処理、ハイパフォーマンス コンピューティングに対する需要の急増により、世界的な GPU の採用が大幅に増加しています。

国/地域:米国は GPU の消費と生産でリードしており、2023 年には世界の GPU 導入の 40% 以上を占めます。

セグメント：専用 GPU はパフォーマンスの面で優位を占めており、すべてのディスクリート ゲームおよび AI 処理ハードウェアの 82% を占めています。

グラフィック プロセッシング ユニット (GPU) の市場動向

GPU 市場では、AI アクセラレーション、ゲーム パフォーマンス、モバイル グラフィックス、データ センター アーキテクチャ、および暗号通貨マイニングにおいて顕著なトレンドが見られます。 AI とゲームの需要に牽引され、2024 年には GPU 出荷台数が 5 億 100 万台を超え、2023 年の 4 億 8,700 万台から増加しました。専用 GPU は 38% または約 1 億 9,000 万ユニットを占め、コンシューマ ゲームと機械学習で大きく普及しました。統合型 GPU (49% で最高のカテゴリ) は、CPU と GPU のコンボ製品の影響で、ノートブックとデスクトップの出荷台数が急増し、2 億 4,500 万台に近づきました。モバイル GPU は 6,600 万ユニットに達し、13% の市場シェアとスマートフォン グラフィックスおよびニューラル処理での使用の増加を反映しています。

AI と機械学習が GPU のトレンドを支配し続けています。現在、データセンターの GPU 導入の 67% 以上が ML ワークロードをターゲットにしており、NVIDIA のコンピューティング プラットフォームは高性能ワークロードの 82% を支えています。ゲームでは、GPU レンダリングの改善を反映して、2024 年に AAA タイトル全体で平均フレーム レートが 16% 増加しました。ディスクリート GPU を搭載したゲーム コンソールの最速販売台数は 2024 年に 2,800 万台を記録し、高度なリアルタイム レイ トレーシングが可能になりました。

暗号通貨マイニングにより GPU 需要が復活しました。2023 年後半までに北米とアジア太平洋地域に約 2,200 万台の GPU が導入され、マイニングに適した地域で四半期ごとの GPU 売上高が最大 18% 増加しました。東ヨーロッパからの国境を越えた需要により、GPU 再販市場の平均価格プレミアムが 23% 上昇しました。モバイル GPU のトレンドは上昇し続けています。2024 年に発売されたスマートフォンの 55% には、1.2 ～ 2.8 TOPS のパフォーマンスを持つオンデバイス ニューラル エンジンが搭載されていました。これらのチップは毎日 1 億 2,000 万件の AI 推論タスクをサポートしており、モバイル AI 処理需要の増加を示しています。

メモリと帯域幅のテクノロジーは急速に進化しています。 HBM3 ベースの GPU は、2023 年の 5% から 2024 年に販売されたディスクリート AI GPU の 12% を占めるまでに成長しました。GDDR7 の統合は、2025 年半ばまでに 40 GPU SKU を超え、前世代よりも 25% 高い帯域幅を実現すると予測されています。GPU サーバー インスタンス経由で測定されたクラウド ゲームの導入は、世界中で 190 万のストリーミング エンドポイントに増加し、前年比 34% 増加しました。ブラウザ内 AI グラフィックス ツールは現在、月間 1 億 1,000 万人のユーザーを利用しており、従来のユースケースを超えて GPU ユーティリティをさらに拡張しています。

全体として、これらの傾向は、AI アクセラレーション、没入型ゲーム、モバイルでの分散コンピューティング、ブロックチェーンの使用によって推進され、高性能 GPU アーキテクチャの急速な導入を促進する GPU 市場の収束を示しています。

グラフィック プロセッシング ユニット (GPU) 市場の動向

GPU 市場のダイナミクスとは、世界のグラフィック プロセッシング ユニット業界の成長、発展、競争行動に影響を与える主要な内部および外部要因を指します。これらのダイナミクスは、市場のトレンドがどのように進化し、企業がどのように適応し、技術の変化やエンドユーザーのニーズに需要がどのように対応するかを決定します。

ドライバ

"AI と機械学習のワークロード"

GPU の需要は主に AI のトレーニングと推論のワークロードによって促進されます。 2024 年の時点で、データセンターの GPU の約 67% が AI および ML タスクに適用されており、NVIDIA のディスクリート ソリューションは、ニューラル ネットワーク コンピューティングをサポートする HPC システムの 82% を支えています。クラウド プロバイダーごとの AI セクターの平均 GPU 数は、2022 年から 2024 年の間に 24,000 台から 35,500 台に増加しました。自動車エッジ デバイスでの高性能 GPU の使用も拡大し、新しい自動運転車プロジェクトの 28% にリアルタイム センサー処理用の GPU クラスターが組み込まれており、その数は全世界で約 6,400 台に達しました。

拘束

"サプライチェーンと部品の不足"

需要にもかかわらず、GPU の生産は供給の制約によって妨げられています。 2023 年には、電力供給チップの世界的な不足により GPU の展開が 9% 遅れ、メーカーは推定 280 万ユニットの出荷損失に見舞われました。台湾積体電路製造会社 (TSMC) の先進的な GPU ダイ用のウェハ容量は 80% の使用率に制限されており、5 nm ノードの生産が遅れていました。パッケージングと基板の不足によりリードタイムが 4 ～ 6 週間延長され、アフターマーケットの GPU 価格が 15 ～ 22% 高騰しました。

機会

"エッジコンピューティングとモバイルAI"

モバイル デバイスのエッジ コンピューティングと AI は、高い成長の機会を示しています。 2024 年には、発売されたスマートフォンの 55% に 1.2 ～ 2.8 TOPS の性能を持つ NPU が搭載され、エッジ AI ハードウェアの 38% に GPU-NPU 融合が登場し、73 億台の接続されたデバイスのリアルタイム分析が可能になりました。 160 万を超える GPU アクセラレーション エッジ モジュールが IoT およびエッジ サーバーに組み込まれ、ハードウェア投資を促進しました。

チャレンジ

"エネルギー消費と熱制限"

高性能 GPU は大量の電力を消費します。一般的なディスクリート データセンター GPU はユニットあたり 300 W ～ 450 W を必要としますが、ハイエンド ゲーム GPU はカードあたり 350 W でピークに達することがあります。結果として生じるエネルギー消費は、データセンターの PUE を 6 ～ 8% 増加させ、運用コストを上昇させます。液体冷却などの改善された冷却インフラストラクチャは現在、GPU 対応サーバーの 21% に対応していますが、実装コストは依然として高く、通常はラックあたり 4,300 ドルです。

グラフィック プロセッシング ユニット (GPU) 市場セグメンテーション

GPU 市場は、タイプごとに統合型、専用、モバイル GPU に分類され、アプリケーションごとにゲーム、仮想通貨マイニング、AI/ML、コンピューター グラフィックス、およびデータ処理に分類されており、それぞれに特有の使用量と成長パターンがあります。

タイプ別

• 統合型 GPU: 統合型 GPU は、2023 年に約 2 億 4,500 万ユニットで GPU 出荷の 49% を占め、ラップトップおよびデスクトップ市場セグメントを支配します。これらは 3 億 3,000 万台を超える PC とノートブックに搭載され、個別のハードウェアを使用せずに主流のグラフィックスと軽い AI ワークロードを可能にしました。
• 専用 GPU: 専用またはディスクリート GPU は出荷台数の 38% を占め、2023 年には約 1 億 9,000 万ユニットに相当します。これらのユニットはゲーマー、プロフェッショナル、データ センターにサービスを提供します。ゲーム中心の GPU は 1 億 1,500 万ユニットを占め、ワークステーションおよび AI 高速化 GPU はエンタープライズ コンピューティングと科学研究で使用される 7,500 万ユニットを占めました。
• モバイル GPU: モバイル GPU は、2023 年に 13% または 6,600 万台を占めました。モバイル GPU は、API 駆動のグラフィックスとローカル ニューラル処理を使用してスマートフォン、タブレット、エッジ デバイスに組み込まれています。 2024 年に発売されるスマートフォンの 55% 以上で、専用の Tensor コアを備えた GPU が使用されました。

用途別

• ゲーム: 主要な GPU アプリケーションであるゲームは、2023 年に 1 億 1,500 万個を超えるディスクリート ゲーム GPU を販売し、38 億人を超える世界のゲーマーをサポートしました。次世代コンソール用 GPU は 2,800 万ユニットに相当し、PC ゲーム用 GPU は 2024 年に平均 18% のパフォーマンス向上を達成しました。
• 暗号通貨マイニング: 2023 年末時点で、主に北米とアジア太平洋地域で約 2,200 万個の GPU がマイニングに使用されました。鉱山地域における四半期の GPU 売上高は、市場の好調なサイクルで最大 18% 増加しましたが、再販市場では 23% のプレミアム価格が記録されました。
• AI/ML: AI と ML のワークロードは 2023 年に 7,500 万個の個別 GPU を消費し、データセンターの GPU インストールの 67% を占めました。クラウド プラットフォームの AI GPU システムにより、処理能力が前年比 42% 増加しました。
• コンピューター グラフィックス: レンダリング、CAD、ビジュアライゼーション用のプロフェッショナル GPU は、2023 年に合計 3,800 万台に達しました。これには、メディアおよびエンターテイメント業界で使用される 2,200 万台のデスクトップ ユニットと 1,600 万台のワークステーション グレードのデバイスが含まれます。
• データ処理: 並列コンピューティング タスク用の汎用 GPU サーバーは、2023 年に石油・ガス、科学研究、高頻度取引などのセクターにわたって導入される台数が 4,500 万台に達し、合計アプリケーション量の 24% を占めます。

グラフィックプロセッシングユニット（GPU）市場の地域別見通し

このセクションでは、主要な地域にわたる地域の GPU 市場のパフォーマンスを要約します。

• 北米

北米は GPU の消費をリードしており、2023 年には世界の GPU 導入の 40% 以上を占め、デスクトップ、ゲーム、データセンター、モバイル プラットフォーム全体に約 2 億ユニットがインストールされています。米国だけで 1 億 2,000 万台の消費者向け GPU (統合型および個別型) に貢献し、カナダは 1,500 万台を占めました。データセンターの GPU 設置数は前年比 32% 増加し、ハイパースケール プロバイダーは推定 48,000 個の個別 AI GPU を追加しました。ゲーム プラットフォームは 7,500 万のコンソールおよび PC GPU を記録し、次世代タイトルのリリースと e スポーツの成長を可能にしました。新興 AI スタートアップ企業は、エンタープライズ ディープ ラーニング タスクをサポートするために、モデル トレーニング用に 18,000 の GPU クラスター (各平均 64 GPU) をデプロイしました。データセンターのラックにおける平均 GPU 消費電力はノードあたり 350 W を超えており、データ ホールの 18% で冷却のアップグレードが強化されました。

• ヨーロッパ

欧州は2023年に世界のGPU出荷台数の20％を占め、統合型とディスクリート型を合わせて約1億台を出荷した。ドイツと英国がそれぞれ2,800万台と2,200万台で首位となった。ヨーロッパのデータセンター GPU の導入は、2023 年に 22,500 台の AI 専用 GPU に達し、2022 年から 24% 増加しました。ゲーム部門には 2,400 万台のコンソールおよび PC GPU が含まれ、ワークステーション GPU はレンダリングおよびデザイン タスク用に 970 万台に達しました。金融および自動車セクターにおける AI/ML GPU の使用量が 46% 増加したことが成長を牽引しました。北欧などの地域では持続可能なコンピューティングが進歩し、15% のデータセンターが GPU クラスターに水冷を採用しています。

• アジア太平洋地域

アジア太平洋地域は依然として最も急成長しているGPU地域であり、2023年には世界の出荷台数の32%、つまり約1億5,500万台を占めます。出荷台数は中国が8,800万台、インド、日本、韓国がそれぞれ2,200万台、1,800万台、1,600万台を占めました。ゲーム用 GPU は 5,400 万ユニットを占め、一方、AI/ML クラスターを構成するデータセンター GPU は 5,600 万ユニットを超え、2022 年比 48% 増加しました。東南アジアでの活発な活動により、仮想通貨マイニングが 1,800 万 GPU ユニットを駆動しました。スマートフォン メーカーは、AI プロセッサを統合した GPU を 3 億 6,000 万台のデバイスに組み込みました。台湾と韓国は、産業用および自動車用システムに 1,200 万個の組み込み GPU を導入しました。

• 中東とアフリカ

中東およびアフリカ (MEA) は世界の GPU 導入の 8% を占め、2023 年には約 4,000 万台が導入されました。UAE とサウジアラビアは、AI とクラウド インフラストラクチャをサポートするために 800 万台のディスクリート GPU とサーバー GPU を配置しました。エジプト、ケニア、南アフリカは、消費者および企業向けに 320 万台のモバイル GPU デバイスを採用しました。ゲーム ハードウェアは 250 万ユニットと比較的小規模でしたが、研究およびニューラル コンピューティング用のサーバー GPU の設置は 560 万ユニットに近づきました。政府のデジタル フューチャー プログラムに基づく AI パイロット イニシアティブにより、学術機関および公共部門の機関全体に 280 万 GPU が追加されました。

グラフィック プロセッシング ユニット (GPU) のトップ企業のリスト

• エヌビディア（米国）
• AMD（米国）
• インテル (米国)
• クアルコム（米国）
• アーム（英国）
• イマジネーション テクノロジーズ (イギリス)
• アップル（米国）
• サムスン（韓国）
• ASUS（台湾）
• EVGA (米国)

エヌビディア (米国):ディスクリート GPU 市場の約 82% を占め、2023 年にはゲーム、データセンター、AI プラットフォーム全体で 1 億 5,500 万ユニット以上を出荷します。

AMD (米国):統合型 GPU の出荷量の 49% を占め、2023 年には約 1 億 2,000 万台のモバイルおよびデスクトップ APU が導入されました。

投資分析と機会

GPU 市場には、クラウド プロバイダー、半導体設計者、データセンター オペレーター、専門メーカーからの大規模な投資が集まっています。 2023 年、GPU インフラストラクチャに対する世界の設備投資は、主に AI とデータセンターの増強によってハードウェア支出が 1,250 億ドルを超えました。これには、NVIDIA と AMD が導入を主導し、82% のディスクリート GPU 所有権が含まれます。

クラウドとハイパースケーラーは AI サービスの GPU アクセラレーションに投資しています。たとえば、ある北米のプロバイダーは、24,000 個を超えるディスクリート GPU を自社のラボに導入し、2025 年までにその容量が 2 倍になると予想しています。この導入により、マルチモデル推論とロボットによるプロセス自動化がサポートされました。インフラストラクチャ支出により PUE は 6 ～ 8% 増加しましたが、ラックあたり最大 300 TOPS の処理が可能になりました。エッジ コンピューティングと自律システムが勢いを増し、2023 年には 160 万個の GPU ベースのエッジ モジュールが出荷され、リアルタイム ビジョン、ロボット工学、産業オートメーションをサポートしました。エッジ AI チップと NVIDIA の Jetson クラス モジュールへの投資は総額 42 億ドルに達し、ドローンと車両コンピューティングへの地域主権投資も含まれています。

暗号通貨マイニングインフラストラクチャは引き続き資本を集めています。マイナーは北米とアジア太平洋全体で最大 2,200 万個の GPU を購入し、コイン価格の変動にもかかわらずインフラ投資を正当化しました。マイニング リグのビルドには、セットアップごとに最大 200 個の GPU が含まれます。モバイル GPU のイノベーションは新たなフロンティアです。スマートフォン OEM 各社は、新しいデバイスの 55% に組み込まれたニューラル プロセッシング ユニットと GPU 連携 AI アクセラレータの開発に 86 億ドルを割り当てました。

AI スタートアップと GPU ファースト プラットフォームは、GPU に最適化された機械学習モデル、フェデレーテッド コンピューティング、多目的 GPU オーケストレーション ソフトウェアに重点を置き、2023 年中に 41 億ドルの VC 資金を確保しました。投資家は、サービスとしての GPU サービスの将来的な拡大を期待しています。持続可能なコンピューティング インフラストラクチャがグリーン AI を促進します。ヨーロッパは、GPU データセンターの 15% で水冷ラックを導入し、エネルギー使用量を 27% 削減し、先頭に立っていました。稼働時間の保証と炭素主導の調達により、グリーン インフラストラクチャへの投資の機会が生まれています。

新製品開発

2024 年、GPU メーカーはアーキテクチャの進歩を加速し、NVIDIA は 1 億 5,500 万個のディスクリート ユニットにわたる Ada Lovelace シリーズをリリースし、レイ トレーシングのパフォーマンスが最大 40% 向上しました。一方、AMD は、デスクトップおよびモバイル GPU 全体に RDNA 3 アーキテクチャを導入し、強化されたエネルギー効率と AI ネイティブ機能によりディスクリート市場の 12% に電力を供給しました。

AI に最適化された GPU の開発が急増しました。 2024 年第 1 四半期に発売された NVIDIA の H100 GPU は、14,500 を超える AI データセンター ラックに導入され、GPU あたり 500 W のディープ ラーニング タスクとフルスタック ソフトウェア互換性を実現しました。 GPU-CPU 機能を統合した AMD の MI300 シリーズは、9,300 台のエンタープライズ AI サーバーに導入され、並列処理オペレーションを変革しました。

モバイル GPU は、オンデバイス AI の需要を満たすために進化しました。クアルコムは、1.8 TOPS 性能の Adreno GPU を搭載した Snapdragon 8 Gen 3 プラットフォームを導入し、2024 年に 4,000 万台のスマートフォンに統合されました。MediaTek の Dimensity 9300 はこのイノベーションに適合し、世界中で出荷された 3,500 万台で 1.4 TOPS パフォーマンスの GPU コアを提供しました。

22 GPU モデルに入る HBM3E モジュールによってメモリと帯域幅の機能が拡張され、HBM2e よりも 30% 多いメモリ帯域幅を提供します。 GDDR7 メモリは現在 45 の GPU SKU にわたって開発中であり、ゲームおよび AI アプリケーションにおける熱耐性とデータ フロー レートを向上させるように設定されています。

最近の 5 つの展開

• NVIDIA は 2024 年第 1 四半期に H100 GPU を発売し、14,500 の AI データセンター ラックに導入しました。
• AMD はデスクトップ、モバイル、コンソール全体に RDNA 3 GPU アーキテクチャを導入し、2024 年にはディスクリート ユニットの 12% を出荷します。
• クアルコムは、1.8 TOPS を達成する Adreno GPU を搭載した Snapdragon 8 Gen 3 チップをリリースし、4,000 万台のスマートフォンに出荷されました。
• NVIDIA は、2024 年第 3 四半期に Ada Lovelace ベースのゲーム用 RTX 50 シリーズ GPU を発表し、インストール数が 2,800 万に達しました。
• Apple は 2024 年第 4 四半期に、2.3 TFLOPS の GPU パワーを搭載した M3 Ultra SOC を合計 180 万ユニット出荷しました。

グラフィックプロセッシングユニット（GPU）市場のレポートカバレッジ

この GPU 市場レポートは、市場のダイナミクス、セグメンテーション、地域の見通し、企業戦略、投資傾向、製品イノベーション、GPU エコシステム内の最近の開発についての詳細かつ定量的な調査を提供します。

このレポートは世界的な概要から始まり、2024 年に 5 億 100 万ユニットを超える GPU の総出荷台数を統合 (2 億 4,500 万)、専用 (1 億 9,000 万)、モバイル (6,600 万) のセグメントに分けて概説しています。専用 GPU は引き続きパフォーマンス重視の分野でリードしており、個別ワークロードで 82% のシェアを占めています。AI アクセラレーション (データセンターのインストールの 67%)、ゲームの進歩 (フレーム レートの 16% 向上)、モバイル AI の成長 (ニューラル GPU を搭載したスマートフォンの 55%)、モジュラー アーキテクチャ (HBM3 シェア 12%)、クラウド ゲーム (190 万のサーバー エンドポイント) などの市場動向が調査されています。

市場のダイナミクスは、推進要因 (AI と ML の需要)、抑制要因 (供給のボトルネック)、機会 (エッジ コンピューティングとモバイル AI)、課題 (エネルギー消費) の 4 つの観点で分析されます。各ダイナミックスは、クラウド プロバイダーによって追加された 24,000 ～ 35,500 個の AI GPU、9% の供給遅延、出荷された 160 万個のエッジ モジュール、液体冷却による 21% のエネルギー節約などの数値指標によってサポートされます。セグメンテーションは GPU の種類とアプリケーションごとに詳細に示されているため、ゲーム、データ センター、プロフェッショナル グラフィックス、およびモバイル コンピューティングにわたる使用量を詳細に理解できます。地域ごとの章では、北米の優位性 (2 億台)、アジア太平洋地域の成長 (1 億 5,500 万台)、ヨーロッパでの戦略的展開 (1 億台)、MEA の新興市場 (4,000 万台) を明らかにしています。

上位企業のプロフィールは、NVIDIA (ディスクリート シェア 82%、出荷台数 1 億 5,500 万個) と AMD (統合型 49%、1 億 2,000 万 APU) に焦点を当てており、競争上の地位を明確に示しています。投資インサイトでは、GPU ハードウェア支出が 1,250 億ドルに加え、ハイパースケーラーによって追加された 24,000 個のディスクリート AI GPU を明らかにしています。チャンスはクラウド、エッジ、ブロックチェーン、エネルギー効率の高い導入に及びます。投資の物語は、ECU とエコシステムのプレーヤーの道筋を示しています。

新しい製品イノベーションは、2024 アーキテクチャ (Ada Lovelace、RDNA 3)、AI に最適化されたデータセンター GPU (H100、MI300)、モバイル AI (Snapdragon、Dimensity)、メモリ アップグレード (HBM3E、GDDR7)、Apple Silicon (M3 Ultra)、エネルギーの最適化、モジュラー設計、ゲーム機能の強化 (DLSS 3.5) にわたって紹介されています。最近の開発の章では 5 つのマイルストーンを記録しています。リリース、顕著なアーキテクチャの変化、モバイル パフォーマンスの向上、業界間の統合などです。

全体として、このレポートは、供給、需要、テクノロジー、持続可能性、市場での地位、戦略的機会をカバーする GPU エコシステムの包括的なビューを提供し、OEM、クラウド プロバイダー、ゲーム ビルダー、AI 開発者の関係者に意思決定のための重要なインテリジェンスを提供します。