高度なAI開発を推進する上で、ディープラーニングは今やなくてはならない技術となりました。多くのサービス開発に起用されているディープラーニングですが、最近ではマシンスペックの向上などにより、一般的なパソコンでも実践は可能になりつつあります。
今回は、そんなディープラーニングを実践するために必要なパソコンスペックに関して、優先すべき項目やパソコン選定の基準について解説します。
ディープラーニングの仕組み
ディープラーニングは機械学習の一種ですが、最大の特徴は「教師なし学習」を実現できることです。
教師なし学習は、開発者が学習データへの加工を行わずとも、AIが自らデータ間の差異や特徴を発見し、高度な意思決定に応用できることが高く評価されています。
そんなディープラーニングによる教師なし学習を支えているのが「ニューラルネットワーク」と呼ばれるアルゴリズムです。ニューラルネットワークは人間の神経細胞に着想を得たネットワーク構造で、多層化されたネットワークの間を学習データが何度も行き交いすることで、データの特徴を抽出することができる技術です。
ニューラルネットワークの実現はAI開発を飛躍的に向上させた反面、この方法で機械学習を実行するためには高度なマシンスペックを開発者に要求するだけでなく、膨大な数のデータを用意しなければなりません。そのため、ディープラーニングは通常の機械学習手法に比べ、負荷が大きく実施難易度が高いとされています。
ディープラーニングに専用のパソコンは必要？
高度なマシンスペックを要求するディープラーニングですが、実行のためには専用のハイテクパソコンを導入する必要があるのでしょうか？結論をお伝えすると、ディープラーニングのために専用のパソコンが必要かどうかは、ディープラーニングの運用目的によります。
個人利用目的であれば標準的なパソコンで対応可能
ディープラーニングの仕組みを理解したい、初歩的なAI開発を自分で行ってみたいといった個人利用目的であれば、ディープラーニングとはいえ、相応のスペックを備えた標準的なパソコンでも十分に対応可能です。
ディープラーニングを実行するには特殊な技術がいるというわけではなく、必要とするマシンスペックの基礎は標準的なパソコンですべてまかなことができます。本格的な運用を考えているわけではない場合は、まずは手持ちのパソコンでトライしてみると良いでしょう。
ビジネス・研究目的では環境を整備する必要がある
一方、ディープラーニングを本格的に運用したいと考えている場合は、専用のマシンを新たに確保する必要があります。ディープラーニングはとにかく多くのリソースを必要とするので、強力なGPUを備えている必要があります。本格的なGPUサーバーなどを導入する場合、数百万から数千万もの初期費用が必要になるため、計画的な導入を進めることが大切です。
ディープラーニングを前提とした各種パソコンスペックの見方
続いて、ディープラーニングの実行を前提としたパソコン選びの際に役立てられる、各種パソコンスペックの見方について解説します。パソコンは複数の要素で構成されている精密機械ですが、ディープラーニングを実施したい場合、次の点に注目することが大切です。
GPU
GPUは、パソコンにおけるグラフィック処理を担当しているユニットですが、ディープラーニングの演算処理にも最適とされており、AI向けのマシン選びにおいて最も重視すべきポイントです。GPUが評価されているのは、グラフィック処理という負荷の大きい処理と、ディープラーニングはほぼ同じタスクが発生するため、GPUの並列処理機能との相性が非常に良いためです。
そのため、本格的なディープラーニングを実現したい場合には、予算内で限りなくGPU性能に優れたマシンを導入することを第一に考えると良いでしょう。
ビデオメモリ
ビデオメモリは、GPUに内蔵されているユニットの一部ですが、その役割は処理を行うデータを一時的にメモリ内に保存し、演算処理をスムーズに実現することです。ビデオメモリのサイズが大きければ大きいほど、一度に処理できるデータの量も増えるため、結果的にスピーディな計算を可能にしてくれます。
そのため、GPUの性能を確認する際にはビデオメモリの容量にも注目し、最も大きい容量のものを選ぶように心がけましょう。
CPU
CPUは、グラフィック以外のマシンの計算全般を担うユニットです。以前はAIの開発にもCPUが用いられてきましたが、近年はGPUが台頭したことで、AI開発に直接CPUの性能が左右するケースは少なくなりました。
とはいえ、CPUの性能が良ければその分マシンの立ち上げやソフトの動作は軽くなるので、GPUの次に注目したいポイントではあります。
OS
OSは、そのマシンでソフトウェアを立ち上げ、動作させるのに不可欠なミドルウェアです。ディープラーニングを実行する上では、マシンの拡張性の面からWindows OSが良しとされているものの、最近では環境改善が進み、Mac OSでも十分に実行することはできます。
新たにパソコンを購入する場合はWindows OSをおすすめしますが、すでに所有しているパソコンがMac OSだからと言って、ディープラーニングの実行を諦める必要はありません。
ストレージ
ストレージは、そのマシン上で扱うデータをまとめて保管しておくためのユニットです。ディープラーニングにおいては膨大な量のデータを必要としますが、多くの研究者はそのデータの保管には外部ストレージや、クラウドストレージを利用しているため、ディープラーニングを実行するためのマシンが大容量ストレージを備えている必要はありません。
余裕があればストレージにも気を配る程度で問題ないため、重視する必要はないでしょう。
ディープラーニング向けパソコンスペックの基準
ディープラーニング向けパソコンを選ぶ上では、どのような基準で選定を進めるべきでしょうか？上記のポイントを踏まえた上で、用途別にパソコンスペックの基準を確認しておきましょう。
個人利用の場合
まずディープラーニングを個人利用目的で実行する場合ですが、前述の通りスペック面にはそこまで気をつける必要はありません。
たとえば、本体性能よりもスリムで持ち運びができることを優先しているSurface Proシリーズのパソコンなどでも、ディープラーニングの仕組みを理解する程度であれば十分に運用することができます。
現状のマシンでは少し心許ないという場合は、パソコンを丸ごと買い替えるのではなく、GPUのみを換装するというのも有効です。価格帯でいえば、5〜6万円程度のGPUを購入できれば、相応の計算効率でディープラーニングを実感することができるでしょう。
ビジネス利用の場合
一方のビジネス目的の場合ですが、本格的に運用するとなるとスペックには相当気を配る必要があります。
通常のパソコンに備わっているGPUは、ビデオメモリサイズでいえば6GB〜16GBが一般的ですが、本格的なマシン構築となると、32GB〜64GBのモデルを導入しなければなりません。こうなると、GPU単体の価格も跳ね上がり、数十万円、あるいは100万円近い出費が求められるでしょう。
また、CPUでの処理もある程度大きくなることが予想されるため、Intel製であればCore i7以上、AMD製であればRyzen 7以上のグレードのものを用意できることが理想です。
マシンのスペック不足を補う方法
上述のとおり、本格的なディープラーニングを実行したい場合は、マシンスペックの不足をどう補うかがポイントとなります。ディープラーニング向けのスペック不足を補う方法としては、次の2つが挙げられます。
データセンターを活用する
1つ目は、データセンターを活用する方法です。データセンターは、サーバーの保管と管理に特化した施設の総称で、自社サーバーを施設内に保管し、安全に運用することを目的としたサービスを提供します。
最近は、データセンターが自らサーバーを提供し、企業で不足しているリソースを補うサービスも提供が進んでいます。データセンターを利用することで、賄いきれないGPUリソースを賄いましょう。
クラウドGPUを活用する
クラウドGPUはクラウド経由で提供されている、従量課金制のGPUリソースを利用できるサービスです。個人・法人を問わず近年多くの企業で採用されており、クラウドサービスなので自社でGPUサーバーを賄う必要がない、契約後すぐにリソースを利用できる点などが高く評価されています。
ディープラーニング向けパソコンを確保する上での最大の課題は、マシンへの投資という初期費用の問題が挙げられます。しかし、クラウドGPUを利用すれば、初期費用をかけることなくディープラーニングを本格的に実行することができます。
まとめ
ディープラーニングに必要なパソコンスペックの目安や、どんな数値に注目すべきか、そしてマシンスペックの不足を補うための方法について解説しました。ディープラーニングは家庭でも実践できるようになったとはいえ、まだまだ強力なマシンがなければ満足のいくAI開発はできないものです。
そんなマシンスペックの不足を補う上で注目されているのが、クラウドGPUサービスです。当社モルゲンロットが提供する「M:CPP」ではディープラーニングに最適なクラウドGPUを提供しており、大手クラウドサービスの1/2の費用という、驚きのコストパフォーマンスでユーザーの満足度向上に努めています。
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また、クラウドGPUの利用に当たっては当社のエンジニアがクライアントに最適な利用プランを検討・提案するため、利用前に時間を変えてプランを検討してもらう必要もなく、速やかにクラウドサービスを活用してもらうことができます。クラウドGPUの導入を検討の際には、お気軽に当社モルゲンロットまでご相談ください。