同じ「4060」と「4090」だけど……GeForceのデスクトップとノートはどのぐらい違う？

　NVIDIAのゲーム/クリエイター向けGPUの最新世代「GeForce RTX 40シリーズ」には、同じ設計を採用したGPUでありながら「デスクトップ向け」と「ノートPC向け」という異なる製品ラインが展開されている。

　今回は、同じ「GeForce RTX 40シリーズ」でもデスクトップ向けとノートPC向けでスペックや性能がどれだけ違うのか、ハイエンドのGeForce RTX 4090とミドルレンジのGeForce RTX 4060を比較してみた。

異なる製品ラインのGeForce RTX 4090とGeForce RTX 4060を用意

　今回の検証では、同じモデルナンバーを与えられたGeForce RTX 40シリーズGPUを比較することで、デスクトップ向けGPUとノートPC向けGPUの違いを確かめる。

　用意したGPUは、ハイエンドの「GeForce RTX 4090」とミドルレンジの「GeForce RTX 4060」。なお、ノートPC向けGPUはモデルナンバーのあとに「Laptop GPU」と続くのが正式な名称となっており、各GPUの仕様をデスクトップ向けとノートPC向けで比較したものが以下の表である。

　ハイエンドのGeForce RTX 4090については、そもそもデスクトップ向けとノートPC向けでベースとなるGPUコア自体が異なる。デスクトップ向けはノートPC向けの約1.7倍の演算ユニットを備え、VRAM容量やメモリインターフェイス幅も1.5倍となっている。また、消費電力については指標が異なるとはいえ、TGPが450Wに設定されているデスクトップ版に対し、ノートPC版のGPUサブシステム電力は80～150Wとはるかに少ない。

　一方、ミドルレンジのGeForce RTX 4060は、デスクトップ版とノートPC版が同じGPUコア(AD107)をベースとしており、GPUが備える演算ユニット数が同じであるだけでなく、VRAM容量やメモリインターフェイス幅も同等。デスクトップ向けのTGPが115Wであるのに対し、ノートPC向けのGPUサブシステム電力は35～115Wとされており、デスクトップ向けとノートPC向けでかなり近いスペックが設定されている。

　このように、GeForce RTX 40シリーズのGPUには、デスクトップ向けとノートPC向けで全くの別物となっているGeForce RTX 4090が存在する一方、基本的なスペックが同等のGeForce RTX 4060も存在している。

テスト機材を紹介。ノートPC向けGPUはASUSのゲーミングノートを用意

　今回テストに用いる機材のうち、デスクトップ向けGPUについてはGeForce RTX 4090のNVIDIA純正ビデオカード「GeForce RTX 4090 Founders Edition」と、GeForce RTX 4060搭載の「MSI GeForce RTX 4060 VENTUS 2X BLACK 8G OC」を用意した。

GeForce RTX 4090 Founders Edition

MSI GeForce RTX 4060 VENTUS 2X BLACK 8G OC

　一方、ノートPC向けGPUについてはデスクトップ向けのようにビデオカード単品で用意することはできないので、各GPUを搭載するASUS製のゲーミングノートを用意した。用意したのは、GeForce RTX 4090 Laptop GPU搭載の「ASUS ROG Zephyrus M16 GU604VY」と、GeForce RTX 4060 Laptop GPU搭載の「ASUS TUF Gaming A15 FA507XV」。

ASUS ROG Zephyrus M16 GU604VY

ASUS TUF Gaming A15 FA507XV

　デスクトップ向けGPUについては、Ryzen 7 7800X3Dを搭載したAMD X670E環境に搭載。

　ノートPC向けGPUについては、ユーティリティのArmoury Crateで動作モードを「Turbo」に設定することでGPUが最大性能を発揮できるよう設定したほか、ディスプレイのスペックや接続状況がパフォーマンスに影響しないよう、GPU直結のHDMIポートから外部の4Kディスプレイに接続して内部ディスプレイは無効化した。

　各GPUのテスト時動作仕様と、そのほかの検証環境については以下の通り。

GeForce RTX 4090のGPU-Z実行画面

GeForce RTX 4090 Laptop GPUのGPU-Z実行画面

GeForce RTX 4060のGPU-Z実行画面

GeForce RTX 4060 Laptop GPUのGPU-Z実行画面

ベンチマーク結果

　それでは、ベンチマーク結果を紹介していこう。実行したベンチマークテストは「3DMark」、「FINAL FANTASY XV WINDOWS EDITION ベンチマーク」、「エルデンリング」、「モンスターハンターライズ:サンブレイク」、「UL Procyon」、「Cinebench 2024」、「Blender Benchmark」。

　今回はGPU性能の比較にフォーカスするため、CPUをはじめとするその他のパーツが結果に影響しにくい高GPU負荷テストやGPUのみを使用するテストで比較を行う。また、GeForce RTX 4060のテスト結果が破綻しないよう、VRAM容量が8GBでも問題なく実行できるテストを選択した。

3DMark「Speed Way」

　3DMarkのDirectX 12 Ultimateテスト「Speed Way」では、GeForce RTX 4090が「9,961」という傑出したスコアを記録して、ノートPC向けのGeForce RTX 4090 Laptop GPUに2倍のスコア差をつけて圧倒した。

　一方、ミドルレンジGPUについては同程度と言える結果ではあるが、ノートPC向けのGeForce RTX 4060 Laptop GPUがデスクトップ向けのGeForce RTX 4060より約2%だけ高いスコアを記録している。

【グラフ01】3DMark v2.27.8177「Speed Way」

3DMark「Port Royal」

　3DMarkのDirectX Raytracing(DXR)テスト「Port Royal」でも、デスクトップ向けのGeForce RTX 4090が、2.1倍以上の大差をつけてGeForce RTX 4090 Laptop GPUを上回った。

　ミドルレンジGPUの比較では、デスクトップ向けのGeForce RTX 4060がGeForce RTX 4060 Laptop GPUを約3%上回ってはいるが、ほぼ同等と言える結果であることに変わりない。

【グラフ02】3DMark v2.27.8177「Port Royal」

FINAL FANTASY XV WINDOWS EDITION ベンチマーク

　FINAL FANTASY XV WINDOWS EDITION ベンチマークでは、描画設定を「高品質」に設定して、4K解像度(3,840×2,160)でテストを実行した。

　最高スコアを記録したのは当然デスクトップ向けのGeForce RTX 4090で、GeForce RTX 4090 Laptop GPUが記録した「7,916」の2倍近い「15,663」というスコアを記録した。

　ミドルレンジGPUについては、GeForce RTX 4060が「4,405」、GeForce RTX 4060 Laptop GPUが「4,146」を記録しており、デスクトップ向けがノートPC向けを約6%上回った。

【グラフ03】FINAL FANTASY XV WINDOWS EDITION ベンチマーク v1.3

エルデンリング

　エルデンリングでは、描画設定とレイトレーシング品質を「最高」に設定して、4K解像度で平均フレームレートを計測した。テスト時の上限フレームレートは60fps。

　もっとも高い平均フレームレートはGeForce RTX 4090の「52.7fps」で、これはGeForce RTX 4090 Laptop GPUが記録した「32.4fps」を約63%上回る数値だ。

　ミドルレンジGPUについては、GeForce RTX 4060が「20.5fps」、GeForce RTX 4060 Laptop GPUが「19.6fps」を記録。デスクトップ向けがノートPC向けを約5%上回った。

【グラフ04】エルデンリング (v1.10)

モンスターハンターライズ:サンブレイク

　モンスターハンターライズ:サンブレイクでは、描画設定を「高」に設定して、4K解像度で平均フレームレートを計測した。

　もっとも高い平均フレームレートはGeForce RTX 4090の「217.9fps」で、これはGeForce RTX 4090 Laptop GPUが記録した「107.6fps」の約2倍のフレームレートだ。

　ミドルレンジGPUについては、GeForce RTX 4060が「57.2fps」、GeForce RTX 4060 Laptop GPUが「56.0fps」を記録。デスクトップ向けがノートPC向けを約2%だけ上回った。

【グラフ05】モンスターハンターライズ:サンブレイク (v16.0.1.1)

UL Procyon「AI Inference Benchmark for Windows」

　UL Procyonでは、AI性能を計測する「AI Inference Benchmark for Windows」にて、NVIDIA向けのTensorRTでテストを実行した。

　全体ベストのスコアを記録したデスクトップ向けGeForce RTX 4090は、2番手のGeForce RTX 4090 Laptop GPUをFloat32で約49%、Float16で約57%、Integerで約49%上回った。

　ミドルレンジGPUについてはデスクトップ向けのGeForce RTX 4060が優勢で、GeForce RTX 4060 Laptop GPUをFloat32で約3%、Float16で約8%、Integerで約11%上回っている。

【グラフ06】UL Procyon v2.6.848「AI Inference Benchmark for Windows」(TensorRT)

Cinebench 2024

　Cinebench 2024では、GPUテストで各GPUのレンダリング性能を計測した。テストの最低実行時間は標準の10分間。

　デスクトップ向けのGeForce RTX 4090は「34,724」というスコアを記録して、GeForce RTX 4090 Laptop GPUが記録した「21,563」を約61%上回った。

　ミドルレンジGPUについては、GeForce RTX 4060が「10,524」、GeForce RTX 4060 Laptop GPUが「10,087」を記録。デスクトップ向けがノートPC向けを約4%上回っている。

【グラフ07】Cinebench 2024 (v2024.0.1)「GPU」

Blender Benchmark

　Blender Benchmarkでは、各GPUの3DCGレンダリング性能を3つのシーンで計測した。

　全体ベストのレンダリング速度を記録したデスクトップ向けGeForce RTX 4090は、2番手のGeForce RTX 4090 Laptop GPUをmonsterで約78%、Junkshopで約66%、classroomで約77%上回った。

　ミドルレンジGPUについては、デスクトップ向けのGeForce RTX 4060がmonsterとclassroomで約1%ずつGeForce RTX 4060 Laptop GPUを上回ったが、Junkshopでは何故かノートPC向けがデスクトップ向けを約11%上回っている。

【グラフ08】Blender Benchmark 3.1.0 (Blender v3.6.0)

GPU消費電力とワットパフォーマンス

　モニタリングソフトの「HWiNFO64 Pro」を使って計測した、ベンチマーク実行中のGPU消費電力(GPU Power)をまとめた結果が以下のグラフだ。項目数が多いためグラフは「ゲームテスト実行中」と「AIテスト/3DCGテスト」に分割している。

　もっとも高いGPU消費電力を記録したのはデスクトップ向けのGeForce RTX 4090で、その平均消費電力はゲームテスト中が225.0～396.2Wで、AI/3DCGテスト中は123.0～258.0W。これは、GeForce RTX 4090 Laptop GPUが記録したゲームテスト中117.1～150.1Wを92～178%、AI/3DCGテスト中80.3～129.3Wを50～100%上回る消費電力だ。

　ミドルレンジGPUについては、デスクトップ向けのGeForce RTX 4060がゲームテスト中に105.7～114.8W、AI/3DCGテスト中に79.9～95.4Wの平均消費電力を記録。これは、GeForce RTX 4060 Laptop GPUが記録したゲームテスト中81.5～113.0Wより1～30W、AI/3DCGテスト中53.0～72.6Wより31～51%高い消費電力だった。

　全体的に見ると、電力リミットが450Wに設定されているGeForce RTX 4090が大電力を消費する一方、145WがリミットのGeForce RTX 4090 Laptop GPUはデスクトップ向けのGeForce RTX 4090よりミドルレンジGPUに近い消費電力となっている。GeForce RTX 4090とGeForce RTX 4090 Laptop GPUの性能差には、GPUコアのスペックが異なるだけでなく消費電力の差が伺える計測結果だ。

【グラフ09】ゲームテスト実行中のGPU消費電力 (平均/最大)

【グラフ10】AIテスト/3DCGテスト実行中のGPU消費電力 (平均/最大)

　テストのスコアやフレームレートをGPUの平均消費電力で割ることによってワットパフォーマンスを計算した結果が以下のグラフ。デスクトップ向けのGeForce RTX 4060を基準に指数化したグラフも用意している。

　今回比較したGPUの中で「ゲームテスト中」に最高のワットパフォーマンスを発揮したのは、モバイル向けのGeForce RTX 4090 Laptop GPUで、GeForce RTX 4060を42～61%上回るそのワットパフォーマンスは、デスクトップ向けのGeForce RTX 4090を18～37%上回った。

　ミドルレンジGPUについては、GeForce RTX 4060 Laptop GPUがGeForce RTX 4060を4～24%上回るワットパフォーマンスを記録している。

　GPUコアのスペックに対して厳しい電力リミットが設定されているGeForce RTX 4090 Laptop GPUでは、高GPU負荷なゲームテスト中に電力リミットスロットリングがより強く作用する。結果的に、より高効率な低クロック動作となったことが高いワットパフォーマンスを記録した要因だろう。

【グラフ11】各GPUのワットパフォーマンス（スコア/平均消費電力）「ゲームテスト」

【グラフ12】各GPUのワットパフォーマンス（GeForce RTX 4060比）「ゲームテスト」

　AI/3DCGテスト実行中のワットパフォーマンスについては、UL ProcyonでのAIテスト中はGeForce RTX 4060 Laptop GPU、3DCGテスト中はGeForce RTX 4090 Laptop GPUがそれぞれ最高のワットパフォーマンスを記録している。

　UL ProcyonのAIテストではGPUコアがフル稼働状態にはならず、それぞれの電力リミットより明らかに低い消費電力で動作していることもあり、もっとも低い消費電力を記録したGeForce RTX 4060 Laptop GPUがワットパフォーマンス的にもベストとなった。一方、GPUコアがフル稼働に近い3DCGレンダリング中は、ゲームテストと同じようにGeForce RTX 4090 Laptop GPUが最高の電力効率を実現したという結果だ。

【グラフ13】各GPUのワットパフォーマンス（スコア/平均消費電力）「AIテスト/3DCGテスト」

【グラフ14】各GPUのワットパフォーマンス（GeForce RTX 4060比）「AIテスト/3DCGテスト」

同じモデルナンバーでもデスクトップ向けとノートPC向けは基本的に別物

　デスクトップ向けとノートPC向けで同じモデルナンバーの製品が存在するGeForce RTX 40シリーズだが、GeForce RTX 4090のようにデスクトップ向けとノートPC向けで2倍以上の性能差が生じる場合もあれば、GeForce RTX 4060のように大きな性能差がつかない場合もある。

　また、ノートPC向けGeForce RTX 40シリーズが発揮できる性能は、GPUの電力リミットや冷却状況によっても大きく変化する。今回はデスクトップ向けと大差ない性能を発揮したGeForce RTX 4060 Laptop GPUだが、それは最大140Wの電力供給能力と優れた冷却システムを備えたASUS製ゲーミングノートの仕様に依存している部分が大きく、省電力性を優先して35W程度まで電力リミットを絞るようなノートPCでは、デスクトップ向けGeForce RTX 4060との性能差は大きなものになり得る。

　ともあれ、GeForce RTX 40シリーズのデスクトップ向けとノートPC向けで異なる製品ラインが展開されており、同じモデルナンバーが与えられているGPUであってもデスクトップ向けとノートPC向けは基本的に別物と考えるべきだ。タワー型デスクトップからモバイルノートまで、幅広い選択肢の中から購入するPCを検討する時は、これを踏まえてGPUの仕様を吟味すべきだろう。