PCの中身、ちゃんと知ってる？　大学生が分解と実験で学んだ「性能の正体」

2026/05/18

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PCはどこで差がつく？大学生が体感したCPU・GPU・メモリの役割

PCは、今や大学生活に欠かせない道具です。レポート作成、オンライン授業、プログラミング、動画や画像の編集など……その用途は年々広がり、PCに求められる性能も多様化しています。しかし、身近なものでありつつも、実はPCの内部構造やパーツの役割を理解している学生は決して多くないでしょう。

今回はそんな大学生向けに、「PCの中身って実はこうなっている!?」をテーマにしたPCのしくみを理解するための体験授業を実施。ここではそのレポートをお届けします。自分のやりたいことを実現するには、どのPCパーツが重要なのか見えてくるはず。

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大学生活ではほとんど毎日使うであろうPC。しかし、「なんとなく使っているけれど、実際どう動いているのかは知らない」、「買うときは“数字が大きい方が良さそう”で選んでしまう」という人は多いのではないでしょうか。そこで開催されたのが、“PCの中身を実際に見て、触って、動かして理解する” という体験型の授業です。

今回の参加メンバー

MMさん（大学1年生）

現在使っているPCは“ピンク系の可愛いデザイン”で、見た目重視という。動画、画像編集、チラシ作りなどでPCを使用しているが知識はあまりないとのこと。

KMさん（大学3年生）

大学では“熱工学”を専攻しており、冷却技術に興味があるとのこと。

NKさん（大学2年生）

普段から動画・画像編集を行っているが、PC内部構造にはほぼ触れたことがないという。

GHさん（大学1年生）

中学時代に自作PCに触れた経験があるが最新パーツの知識は追えていないという。サークル活動ではプログラミングを担当とのこと。

また、講師にはPC・GPU・半導体・ゲームグラフィックスの専門家として知られるテクニカルライターの西川善司さんを迎えて行います。

【前半】PCを“分解”して学ぶ……パーツの役割と関係性

さっそくスタートです！
まず前半授業で用意されたのはATXサイズといわれる中型～大型規格のデスクトップ型の自作PC。

このPCを分解しながら、中身のパーツと役割や関係性について学んでいきます。

普段はノートPCしか触らない学生たちにとって、内部パーツを目の前で見るのは新鮮なようです。西川先生が一つひとつのパーツを取り外しながら解説していきます。

CPUは全体の“指揮者”……PC全体を統率する司令塔

まず取り外されたのは、PCの中心となるCPU。
今回搭載されているのは「Intel Core Ultra 5 225F プロセッサー」というもので、ゲームにも十分な性能を持ちながら発熱は控えめでコスパに優れたモデルです。

CPU

よく人間の頭脳と例えられます。

CPUは“脳みそ”と例えられることが多いけれど、実際は“オーケストラの指揮者”に近い。さまざまな計算も行うが、どのパーツに何をさせるか、どの順番で処理するかを決めている存在です

と西川先生は説明していましたが、学生からは「CPUの性能って、結局“何GHz”とか“何コア”で決まるんですか？」という質問が出ました。

詳しく解説が行われましたがまとめると、CPUの性能は、

・どれだけ速く動けるか（クロック）
・何人で同時に動けるか（コア数）
・1人あたりの頭の良さ（アーキテクチャ）
・どれだけ手元にメモを持てるか（キャッシュ）
・どれだけ本気を出し続けられるか（冷却・電力）

の総合力で決まります。

なお、CPUには“世代”があり、クロックが同じ3GHzだったとしても、新しい世代のCPUのほうが速いことが多いのですが、それは1クロックあたりの性能が向上するためです。

学生たちは、CPUの裏側にびっしり並ぶ端子やCPUとクーラーの間に塗られた“グリス（潤滑剤）”の存在に興味を引かれていました。

金属同士は見た目よりずっとデコボコしているので、隙間を埋めて熱を伝えやすくするためにグリスが必要。それにCPUクーラー（CPUを冷やすためのパーツ）の性能が低いと、スペック上は速いCPUでも実際には“本気を出しきれない”ことがあります

PCの安定動作を支える“熱との戦い”も重要なポイントであることを解説しました。

CPUクーラー

PC専用の扇風機のような存在です。

CPUがフル回転で考え続けるととても熱くなるため、そのままだと性能が落ちたり、止まってしまったりします。CPUクーラーは、そんな“熱くなりすぎ”を防ぐ役割を担っています。

※今回のPCではCPUクーラーを使用していますが、性能が高くなるとさらに熱くなるためより強力なファンが必要になります。

GPUは映像の専門家、そしてAI時代の主役……ゲームだけではない、現代の計算インフラ

続いて取り外されたのは、ひときわ大きなGPU（グラフィックスボード）。これが高性能になるほど快適にゲームをプレイできるようになるのは、知っている人も多いかもしれません。

GPU（グラフィックス、グラフィックスボード）

映像や画像の処理の専門家です。

GPUは映像処理の専門家。でも今はそれ以上に“AIを動かすための計算装置”として重要になっています

GPU内部には数千〜数万もの演算器が並び、行列計算を高速に処理できる。この特性が、ディープラーニングの爆発的進化を支えてきたという話に、学生たちは驚いていました。さらに西川氏は、GPUがAIブームの“起点”になった歴史も紹介しました。

2012年、大学生がGPUを2枚使って画像認識コンテストで人間を超えた。そこからAIの世界が一気に変わったんです

学生たちは“同じ大学生”かつ“GPUがAIの歴史を変えた”という事実に、特に強い関心を持っていました。

ちなみに今回使用したGPU「ASUS DUAL-RTX5060-O8G」は、NVIDIAの最新シリーズの省スペースPC向けのもので、高性能ながら比較的価格が抑えられており、コスパに優れています。

メモリは“机の広さ”、SSDは“本棚”……作業スペースと保存場所の違いを理解する

メモリ（DRAM）とSSDの違いも、学生たちの理解を大きく変えたポイントです。

メモリ

よく机の広さとして例えられます。

メモリは、作業するときに使う「一時的な作業スペース」です。メモリが多いほど、複数の作業を同時に進められるため、作業は快適に進みます。机が広いほど作業が快適になるとイメージするとわかりやすいかもしれません。

SSD（ストレージ）

本棚や倉庫のような存在です。

PCのデータを保存しておく場所です。写真や動画、レポートのファイル、アプリ、OSなどを電源を切っても消えない形で保管しています。容量が大きいほど、たくさんのデータを安心して保存できます。

西川氏はメモリを「作業机の広さ」に例えて説明していたが、学生からは「メモリの“速度”が速いと何が変わるんですか？」という質問も出ました。

メモリには「容量（GB）＝机の広さ」、「速度（MHz）＝机に置いた資料をどれだけ速く手に取れるか」という大きく2つの性能指標があります。

CPUは常にメモリからデータを読み書きしています。メモリが遅いと、CPUは「データが来るのを待つ時間」が増えます。そのため、西川氏は「CPUはめちゃくちゃ速いのに、メモリが遅いせいで“待ちぼうけ”になることある。これを、メモリの“ボトルネック”とよくいわれます」と解説しました。メモリ速度が上がると、この“待ち時間”が短くなり、CPUの性能をより引き出せるようになります。その一方でこんな話も。

DDR1からDDR5まで進化して“連続して大量に読む速さ”は大幅に上がっている。しかし、“最初の1回の読み出しの遅さ”はほとんど変わっていない。だからCPU側でキャッシュを増やしたり、工夫をしています

学生からは「メモリの数字が大きければ速いと思っていた」「ボトルネックの意味がやっと分かった」といった声が上がった。

電源ユニットは“電気の配達係”……性能を支える縁の下の力持ち

意外と見落とされがちなのが電源ユニット。

電源ユニット

PCの電気の配達係のような存在です。

電源ユニットはコンセントの交流電源を直流電源に変換して各パーツに電気を送ります。PCの消費電力はどんどん増えているので、性能が高い物を選ぶことをオススメします

電源ユニットには「650W」「750W」「1000W」など “最大でどれだけ電力を供給できるか” を示す表記があります。

電源ユニットを選ぶ時は数値が高い方を選んだ方がいいです。500Wぐらいしか使わないPCでも、1000Wの電源はムダになりません。例えば、車だと3000ccの大きいエンジンなら100キロの速度を出すのは簡単。でも、軽自動車が100キロを出すのは大変で燃費も悪くなります

と想定される電力の2倍ぐらいの電源ユニットを選ぶのが理想としました。
学生たちも電源ユニットはあまり注目したことがなかったようで、その重要性について驚いた様子でした。

PICK UP!

ちなみに今回使用している電源ユニットとPCケースは「be quiet!」製で、その名の通り、高負荷時にも動作音が非常に静かなのが特徴です。
be quiet!は、2001年にドイツで設立されたPC向けパーツのプレミアムブランド。特にヨーロッパで人気の高いブランドで、電源ユニットではトップクラスのシェアを誇ります。ファンのブレードや回転制御方法などにもこだわった製品なので、音が気になる人におすすめです。

マザーボードは“街のインフラ”……すべてのパーツをつなぎ、情報を流す土台

最後にマザーボードです。今回使用したマザーボードは、「ASUS PRIME B860-PLUS WIFI-CSM」というもので、最新のインテル Core Ultra プロセッサー(シリーズ2)に対応しています。WiFi 6E や 2.5Gbイーサーネット、PCle5.0スロットなど接続性に優れているのが特徴です。

マザーボード

PCのパーツ同士をつなぐ「土台」です。

CPU、GPU、メモリ、SSDなどのパーツを支え、互いに連携させるための“基盤”がマザーボード。西川氏はマザーボード選びで重要な要素としてCPUソケットを挙げました。

GPUやメモリ、SSDはほとんどがどんなマザーボードでも適合しますが、CPUに関してはマザーボードとペアで選ぶ必要があります。IntelのCPUが使えるのは、Intel向けのマザーボードだけです

GHさんが「CPUとマザーボードってセットで考える必要があるんですね」とコメントし、納得した様子でした。

ワンポイントアドバイス！

PCを構成するパーツやそれぞれの役割を理解することができれば、もう一歩踏み込んで、各パーツを個別に購入して“PCを自作する”という選択肢も出てきます。実は今回の授業で使用しているPCも、デスクトップ型の“自作PC”です。ここで、PCを自作するメリットなどについても、解説しておきましょう！

自作PCのメリット：1
性能も見た目にもこだわれる

完成品のメーカー製PCとは異なり、ここまで解説してきた各パーツを自由に選べるのがメリットです。目的や予算に合わせて柔軟にCPU、GPUを選択でき、メモリ、SSDの容量も決められます。さらに、外観となるPCケースも数百種類があり、拡張性や見た目の好みで決められるのも非常に楽しい部分です。

最近人気が高まっている、支柱がなく強化ガラスによって内部がよく見えるピラーレスケースにLEDを内蔵するファンなどを組み合わせ“見栄え”するPCや、内部の見えない黒を中心とした硬派な作りも、パステルカラーを取り入れたファンシーな雰囲気など、自分だけの1台をつくることができるのが、最大の特徴です。もちろん初心者であれば組み立てる過程は大変な瞬間もありますが、出来上がった時の達成感はひとしおで、特別にいとおしく感じるでしょう。

【後半】性能比較で“体感”する……ノートPCと高性能デスクトップPCの“圧倒的な違い”

後半の授業では、ノートPCとハイスペックな自作デスクトップPCを使った性能比較です。動画編集とゲームベンチマークの2つを実際に動かし、処理速度の違いを体感してもらいます。

多くの大学生は、授業やレポート作成のためにノートPCを使っていると思います。持ち運びしやすく、大学生活には欠かせない便利な存在です。ただ、ゲームや動画編集など少し重い作業をしようとすると、「動きが重い」「時間がかかる」と感じる場面も出てきます。そのため、自分のやりたいことに合わせてPCを選んだり、ノートPCとデスクトップPCの使い分けをすることで、できることの幅や快適さは大きく広がります。それを実際にこの授業で学んでいきます。

用意されたPCのスペックは以下の通りです。

スペックについて補足しておきます。
ノートPCのCore i7-1165G7は2020年9月に発表されたCPUで4コア8スレッド、最大4.70GHzとノートPC向けとしては高性能なもの。GPUのIris Xe GraphicsはCPUに内蔵されているもので、それほど高性能ではありません。大学生の皆さんが普段使っているPCの性能もこのくらいが多いと思います。

デスクトップPCのCore Ultra 7 270K Plusは2026年3月に発表されたばかりの最新CPUだ。24コア24スレッド、最大5.5GHzとIntel最新世代で最上位クラスの性能を持つ強力なもの。GPUのGeForce RTX 5060もNVIDIA最新世代のミドルクラスと、CPU内蔵型のIris Xe Graphics比べると遥かに高い性能を持っています。
CPUの性能差がありつつ、大きな違いは“GPU”です。一体この違いでどれくらいの“差”が生まれるのでしょうか。

まずは、約3分30秒の動画を動画編集ソフトの「TMPGEnc Video Mastering Works 8」で編集を行って書き出すというもの。それぞれ計測した結果が以下です。

・ノートPC：10分45秒
・デスクトップPC：5分24秒

差は明らかで、デスクトップPCはほぼ半分の時間で作業が完了しました。タスクマネージャーのグラフ（どの部品がどれくらい動いているかをリアルタイムで可視化）を見ると、その理由が一目瞭然でした。

ノートPC側

ノートPCは、動画の読み込み・エフェクト処理・音声合成・書き出し……ほとんど全部をCPUだけでやっています。GPUは画面表示のちょっとした手伝いをしている程度ですね

と“一人の優秀な作業者（CPU）が、全部の工程を抱えている状態”と解説。

デスクトップPC側

こちらは動画のエフェクト処理や合成の多くをGPUに任せています。CPUは“指示出し”と“管理”に回っていて、実際の重い計算はGPUが担当しています

と“CPUが現場監督、GPUが大量の作業員” という分業体制になっていると説明しました。

CPUは少数の賢いコアで分岐の多い処理、複雑な判断、OSやアプリの制御が得意、GPUは何千〜何万ものコアで、同じ種類の計算を大量に並列でこなすのが得意という違いがあり、「動画編集の“エフェクト処理”や“フレームごとの合成”は、同じ種類の計算を大量に繰り返すので、GPUの得意分野」とのこと。
つまり、今回のノートPC側のGPUが弱いため、CPUに仕事が集中してしまう構造になっており、デスクトップPCは、GPUが強く、CPUとGPUで役割分担ができている構造。この違いが、そのまま書き出し時間の差になって表れました。

もう一つはゲーミング性能です。「FINAL FANTASY XV WINDOWS EDITION ベンチマーク」を実行します。どれほどゲームが快適に動作するかテストし、それをスコア化するもので、今回はフルHD（1,920×1,080ドット）解像度の標準品質設定で行っています。

・ノートPC：2336（重い）
・デスクトップPC：19756（非常に快適）

ゲームの映像は、キャラクターのポリゴン、背景のオブジェクト、ライティング、影、エフェクト（炎・煙・水しぶき）など、膨大な3D計算の塊です。

これらは全部、GPUが“毎秒何十回も”計算しています。1フレームごとに、何百万ものポリゴンとピクセルを処理しています

そのため、GPUのコア数、メモリ帯域、専用回路（シェーダーなど）が重要となり、デスクトップPCのGeForce RTX 5060は専用の3D演算ユニットが大量に搭載、高速なビデオメモリ、高い電力枠で性能を発揮しやすいのです。

一方で、ノートPCの内蔵GPU（Iris Xe Graphics）はCPUの中に“おまけ”として入っている、コア数もメモリ帯域も限られている、電力制約が厳しく高い性能を維持しづらいといいます。

CPUは“考える係”、GPUは“描く係”。この“描く係”の力が弱いと、どれだけ頭が良くても“絵が間に合わない”のです

とここまでの西川氏の解説を聞いた学生たちは「CPUが高性能なら何でも速くなる」というざっくりしたイメージから一歩進んで、「用途によって、CPUとGPUのどちらがボトルネックになるかが違う」ということに気づいたのが印象的でした。

ワンポイントアドバイス！

自作PCのメリット：2
性能不足を感じたときに自分で強化できる

自分でパーツを選ぶため、それぞれの性能や役割について理解を深められますが、もう一つ自作PCの大きなメリットが、自分のやりたいことに対して性能が不足してきたと感じたとき、パーツが古くなってきたとき、新しいパーツに交換できることです。そのため、1度作れば長く使えるのもポイントですね。

CPU内蔵のGPUでは、ゲームプレイが厳しいと感じたときに別途グラフィックボードを追加したり、動画編集でSSDの容量が不足してきたら、SSDをさらに増やしたりと柔軟に対応できます。高い拡張性を確保できるのはノートPCにはない、自作PCならではの強みでしょう。

学生たちの気づき……体験を通じて得た“リアルな理解”

前半・後半の体験授業が終了後、4人の大学生それぞれにインタビューを行いました。

――今回の体験を通して、自作PCに興味を持った点・気づきはありましたか？

受験期に自作経験はあったけど、最新情報は追えていなかったので、Core Ultraや簡易水冷など、知らなかった最新パーツの話が聞けて楽しかったです！

パーツの名前は知っていましたが、CPUが高ければすごいのかなと思っていたんですけど、全体のバランスとか、デスクトップPCではGPUが大切だったりということも知らなかったので、新たな気づきがあって良かったです。

自作PCの組み立てはYouTubeで何となく見たことあるぐらいでしたが、全体のバランスを使う用途に合わせて考えたり、好きなメーカーでカスタムして組み合わせていくっていうのがすごく面白そうだなって思いましたね。あと、授業の中でちょっと話題に出たCPU性能の限界を目指すオーバークロッカーの話が印象的でした。同じCPUでもたまに高い性能が出るものがあったりとか、高い数値を追い求めていく人たちがいることを知れたのがとても面白かったです。

どんなパーツがあるとか、どんな役割があるとかまったく知らなかったので、こんなにいろんなものがあるってことを知れてよかったです。

――特に印象に残った内容は？

メモリの話ですね。今までメモリのスピードは数字として認識するだけで、結局何が速いのかと思っていたので、より深いところまで知れたっていうのが一番印象に残っています。

先ほど言っていたように、 CPU単体の性能だけじゃなくて、PCはGPUとか冷却を含めてトータルバランスで考える必要があることを知れたのが一番ですね。

メモリの速度自体は大きく向上しているのに、CPUとの間に起きる待ち時間があまり変わっていないという話が印象的でした。PCにはいろいろなボトルネックがあると知ることができたのがよかったです。

本当に何も知らなかったので、CPUをオーケストラの指揮者、GPUを映像の専門家など、一つ一つのパーツの役割や性能を簡単なものに例えて説明してくれたのがわかりやすかったです。

――もし自作PCを作るとしたら、どんな部分にこだわりたいですか？

サークルでプログラミングを担当していて、コードを書くことが多いのですが、扱うデータに機密性があるので、クラウドAIにそのままアップするのが難しい場面があります。NVIDIAのGPUを使ってローカルでの学習みたいなことに挑戦してみたいですね。

自分は大学で熱について研究をしています。冷却技術に興味があるので、空冷や水冷で自分なりの冷却技術を出せたらなと思います。

動画編集や事務作業に使えるのはもちろん、個人情報とかクラウドにアップするのはちょっと不安があるので、ローカルAIの環境を作ってみたいなと思っています。

すごく難しそうなので、まずは簡単なものからやってみたいと思いますが、見た目にはこだわりたいですね。今のPCがピンク系の色なので、可愛い色に仕上げてみたり、光らせてみたりしてみたい。

――みなさん、ありがとうございました！

まとめ……PCの“しくみ”を知ることは、未来の選択肢を広げる

今回の授業を通して大学生たちの感想で共通したのは、パーツの役割を知り、性能差を自分の目で確かめることで、PC選びの基準が大きく変わったということです。「どのパーツがどんな作業に影響するのか」、「どこがボトルネックになりやすいのか」、「どんな構成が自分の用途に合うのか」、これらを理解することは、将来の学びや仕事に直結する武器になります。