[Basic knowledge of video cards: performance x price] Why is there a difference in the same GPU?

The price of the video card is different here

　The performance of the video card is equipped with the GPUs equipped, and if the GPU is the same, the performance is not the same for any card.In fact, each manufacturer has many types of cards equipped with the same GPU.Why?This is because the GPU operating clock, the quality of the cooler, the size of the card, the size of the LED and design, etc. will determine the rating of the video card, that is, the final performance and price.

MSI「GeForce RTX 3080 Ti SUPRIM X 12G」のクーラーを取り外した基板の全景。熱源となるGPU、ビデオメモリ、電源回路が所狭しと並んでいる。現在はGPUの仕様でビデオメモリの容量・種類がほぼ決まっているので、GPUやメモリの動作クロックと相互に影響がある電源回路のクオリティにグレードの差が出やすい（1）GPU： ビデオカードの中核となるチップ。描画処理エンジン、動画処理回路、インターフェースのコントローラなど、ビデオカードに必要なほぼすべての機能を内包する。GPUを構成するトランジスタの数は8コアCPUの数倍もの規模になることも（2）ビデオメモリ：GPUが利用する専用のメモリ。GPUが計算を行なうための作業領域やキャッシュ、レンダリングした映像を一時格納しておくフレームバッファなどに使われる（3）電源回路：GPUは非常に消費電力の高い半導体なので、安定動作には専用の電源回路が必須。そのためビデオカード上には、マザーボードにもあるような電源回路が実装されている。ハイエンドGPU、ハイエンドカードほど、この電源回路も大規模化する（4）PCI Express x16端子：マザーボードのPCI Expressスロットに挿し込む端子。データ通信と電力供給を行なうインターフェースでもある。PCI Expressインターフェースの帯域はレーン数と世代で決まる。現行で最速は第4世代（Gen 4/4.0）製品によって違いはあるが、多くのビデオカードのクーラーは、“ファンと外装”、“ヒートシンク”、“バックプレート”という部品構成になっている（低グレードのGPUの中にはバックプレートがない場合もある）。効率的な冷却を実現するため、ヒートシンクの大型化、フィンに熱を伝えるためのヒートパイプや接触面の高品質化、ファンの口径／数／羽根の改良などが行なわれている。バックプレートは放熱だけでなく、カード全体の大型化に伴う基板の歪みの防止、小さな部品の保護といった効果もある

　Each GPU stipulates the standard operation clock specified by manufacturers such as AMD and NVIDIA.However, the actual GPU also has a safety margin, so when it is implemented in the product, the card maker can determine the operation clock to some extent within the margin.Many products use this mechanism to send their products in the "overclocking" setting, which raises the operation clock from the standard specifications.If the operation clock rises, the performance will increase.The higher the standard specification of NVIDIA and AMD, the higher the performance even with the same GPU.

Radeon RX 6700 XT搭載カードでの比較。「リファレンスカード」はAMDの標準仕様で作られたカードで、MSIのカードは、いわゆるファクトリーOCモデル（工場出荷時にOC設定が施された製品）。劇的な性能差ではないものの、OC設定により同じGPUでも確実に性能が伸びる

　Overclocking has another effect.It is "increase in power consumption" and "increase in fever".If the GPU is operated with a higher clock, the power consumption and fever will increase, so cooling and strengthening the power circuit will be essential to stable operation.The heat sink is long, thick and large to catch the GPU heat.To cool this, you need to pay attention to the quietness of the fans, as it is necessary to actively turn fans.In order to achieve these and enhance the degree of perfection, each card maker company designs a cooler that can be strong and efficient, and a highly durable design board.This cooler and substrate deck is a major point that divides the performance of the video card.

Radeon RX 6700 XT搭載カードでのGPU温度とGPUクロックの推移の比較。2連ファン装備のAMD製リファレンスカードだが、MSIのRadeon RX 6700 XT GAMING X 12Gは同じく2連ファンながら冷却性能で上回る。リファレンスカードのGPU温度は7分程度経過すると80℃前後まで上昇するが、Radeon RX 6700 XT GAMING X 12GはExtreme設定、標準設定ともに70℃台前半をキープする一方GPUクロックは、Radeon RX 6700 XT GAMING X 12Gがリファレンスカードよりも高い値を示しており、Extreme設定は標準設定をさらに上回る。つまり、冷却性能が十分なのでパフォーマンスが高水準で維持できている、ということになる

　However, if you pursue only high performance, both the cooler and the board will be large, and the cost (product price) will increase.Realistically, it goes without saying that if you are fast, you won't just make a thread.For example, some people think that the balance between sizes and costs is important, while others say, "I don't need excessive increase in the operation clock, I want you to make it smaller."In addition, elements such as design and decoration, such as LED effects, are added.This is the reason why various products are lined up even though they are the same GPU.

　These selections and costs are the competition of the technical skills and planning skills for each manufacturer.When choosing a card, if you are aware of what kind of concept model the product is, or if it matches the elements you need, the selection of products will be smooth.

　In addition, when it comes to overclocking specifications, it may have the impression of "unofficial" or "something dangerous?"However, in the case of video card specifications, it simply means "the operation clock is higher than the standard GPU specification", and there is no need to worry about PC beginners.Of course, don't worry, it's not a mechanism that expires the manufacturer warranty.

MSIのRTX 3070搭載カード3製品を例に見てみよう。最上位の「GeForce RTX 3070 SUPRIM X 8G」（写真左）は、ダイヤモンドデザインを採用したプレミアムモデルで、GPUブーストクロック1,845MHzを実現した超高速仕様で巨大なクーラーを搭載。カード長は33.5cmと大きい。「GeForce RTX 3070 GAMING X TRIO 8G」（写真中央）と「GeForce RTX 3070 VENTUS 2X 8G OC」（写真右）のクロックは1,830MHz、1,755MHzでSUPRIM Xよりも控えめ。前者は鮮やかなRGB LEDも搭載する3連ファンの大型カード、後者は質実剛健を意識した落ち着いた外観とデュアルファンでコストを抑えた仕様カード長はそれぞれ、32.3cmと23.2cmとかなりの違いがある。予算・性能・好みに合わせて選べるラインナップが整備されているGPUが同じでも、グレードの違いによりカードの“厚み”や“高さ”にもかなり差がある場合も。写真は左から、GeForce RTX 3070 SUPRIM X 8G、GeForce RTX 3070 GAMING X TRIO 8G、GeForce RTX 3070 VENTUS 3X 8G OC。最高グレードのSUPRIM Xがもっともカードの厚みと高さがある（＝クーラーがもっとも大きい）。いずれのカードも、取り付けには拡張カード3スロット分のスペースが必要になる

【MSIのRTX 3070搭載カードのスペックの違い】

	GeForce RTX 3070SUPRIM X 8G	GeForce RTX 3070GAMING X TRIO 8G	GeForce RTX 3070VENTUS 3X 8G OC
OCクロック最高設定	1,845MHz	1,830MHz	1,755MHz
カードサイズ	335×140×61mm	323×140×56mm	232×124×52mm
推奨電源ユニット容量	750W	650W	650W

逆に「性能はそこそこで小さいカード」というのも需要がある。たとえば、Mini-ITX規格の小型PCの場合、カード長が30cm前後になるような大型の高性能カードは取り付けられない。そんなときは、ショート基板、シングルファンのカードが求められる。冷却能力は大型カードにはおよばないため、RTX 3090/3080のようなハイエンドGPUをこのサイズに搭載することは不可能だが、エントリーグレードのGTX 16シリーズならOK。それでも性能はCPU内蔵GPUよりも圧倒的に高いブックシェルフ型のコンパクトデスクトップPCだと、通常のビデオカードの取り付けはほぼ不可能。そんな環境では、MSI「GeForce GT 1030 2GD4 LP OC」のような背の低い“Low Plofile”規格のカードを使用する。コンパクトな製品だが小型のファンを2基装備するMSI「GT 710 2GD3H LP」のように、“ファンレス”のビデオカードもごく少数ながら存在する。GPU性能は最低限で、CPU内蔵GPUから大幅に性能が上がるというものではない。GPUを内蔵しないCPU（かつ高性能GPUが不要）を使う、3画面以上のディスプレイ出力が必要、といった場合に有用だRGB LEDも近年のビデオカードのポイントの一つ。マザーボードやケース、CPUクーラーに装備されたLEDの発光パターンを調整・連動させ、発光演出でPCを彩るのも最近の自作PCの楽しみ方だビデオカードの“設定ユーティリティ”も、メーカーによる工夫の差が出るポイント。MSIはシンプルで扱いやすい統合ユーティリティ「MSI Center」を提供している