生成AIと半導体　講座紹介

【講師】元パナソニックコネクト　博士（情報工学）　手塚 忠則

生成AIの進化は、膨大な計算を支える半導体技術によって実現されています。本講座では、デジタル計算の基礎からマイクロプロセッサやGPUの仕組み、AI/生成系AIの演算原理までを体系的に解説します。特に生成AIとGPUの関係を通じて、最新AIを支える半導体技術の姿を理解します。

コンピュータやGPUの動作原理について学びたい方、またAI/生成系AIとは何か、専用プロセッサ（GPU）との関係について学びたい方であれば、どなたでも受講できます。AI活用経験や簡単なプログラミング経験があると更に理解が深まります。

本講座は、2026年2月20日に開催した公開講座「生成AIと半導体」の収録映像を使用しています。

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【総動画時間】
約4時間20分

【受講対象・予備知識】
・コンピュータやGPUの動作原理について学びたい方。
・AI/生成系AIとは何か、また専用プロセッサ（GPU）との関係について学びたい方であれば、どなたでも受講できます。AI活用経験や簡単なプログラミング経験があると更に理解が深まります。

【到達目標】
・生成AIが、GPU内の数百億個のトランジスタによる単純なデジタル計算処理によるものであることを体系的に理解する。
・AIを支えるGPUとCPUのアーキテクチャの違いを理解し、「なぜGPUか」を説明できる。
・コンピューターの動作原理と、それを半導体で実現する仕組みを理解する。

【学習環境】
テキスト

【目次】

概要・受講対象、生成AIと半導体（この講座で学ぶこと）、全体マップ

１章　情報社会を支える半導体
そもそも「デジタル」って何？
「デジタル」で計算できるの？
そもそも，なぜ「デジタル」なのか？
ところで「半導体（はんどうたい）」って何？
トランジスタ（スイッチ）とは？
PMOS＋NMOSで何ができるのか？
四則演算・論理演算
半導体によるデジタル計算の実現微細化を支えた２つの法則

（別途開講しております「よくわかる半導体超入門Ⅰ～半導体ってどんなもの～」と重複する箇所がございます）

２章　コンピュータの動作原理と歴史～マイクロプロセッサとメモリ～
マイクロプロセッサができること
マイクロプロセッサの基本構成
マイクロプロセッサの動作原理
マイクロプロセッサの性能とは？コンピュータの歴史
消費電力と消費エネルギー
プロセッサ進化を簡単に解説（キャッシュメモリ・命令パイプライン・高度な分岐予測・アウトオブオーダー・SIMD命令）

３章　アクセラレーション技術 ～GPU～
汎用 vs 専用（一般論）
GPUの特徴
汎用CPU vs. GPU
GPUでのプログラム実行：SIMT
GPUの変遷

４章　AIの基礎/生成系AIを支える半導体
AI処理の正体とは？
AI処理と学習
AI処理と行列演算
ディープラーニング（深層学習）とは？
生成AI（Generative AI）とは？
生成AI（大規模言語モデル、LLM）
LLMの大規模化による計算量爆発 巨大モデルの登場
ボトルネックは計算だけではない

５章　今後の展望
生成AIと半導体の進化を支える技術トレンド
世界の潮流～新チップをつくり，新サービスを展開する～

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