ビデオカード
ビデオカードはPC内部で最も消費電力や発熱量が大きいパーツの一つであり、特に高性能なハイエンド製品では強力な放熱・冷却が必要となる。隣接する拡張スロット用空間を占有してしまうほど巨大なファンやヒートシンクを備える製品が2003年頃から登場し、後に一般化した。1スロットのみ占有するタイプであっても、放熱性を保つよう隣のスロットはなるべく空けておくのが望ましい。また、2018年頃から発売された高性能なビデオカードは冷却装置が大型化し、重量が2.4kgに達するものもある。そのためマザーボードを選択する際は差し込むスロットが重量に耐えきれるか判断して購入する必要がある。大型のビデオカードを利用する際は、パーツの損傷を防ぐため、専用の支え(ステー)の利用を検討することが望ましい。
一方、消費電力の小さいローエンド製品では発熱が少なく軽量でファンレス仕様の物もある。しかし、ファンレスのものはケース内に空気の流れがないと十分に放熱できないことがあるため、冷却が困難な場合はファンがあるものを利用するのが賢明である。
1987年のPS/2ではVGAが搭載された。PS/2ではVGAチップはマザーボード上に搭載された(規格名称もAdapterからArrayになった)が、ビデオカードによる拡張性(置換え可能)は維持された。また従来のPC/AT(および互換機)用にもATバス用のVGA搭載ビデオカードが提供された。EGAの時と同様に上位互換性も維持され、VGAはEGAの画面モードを含み(従ってビデオ規格としてのVGAは、今でもMDAやCGAの各画面モードも含んでいる)、さらに独自の画面モード(640x480、16色など)が追加された。
VGAは急速に普及し、PC/AT互換機でもVGAは事実上の標準となった。2017年現在でもOSのインストール画面などはVGA表示を使用しているものが多い。日本IBMのPS/55はPS/2ベースで、前半は日本独自のディスプレイアダプター(1024x768、XGAとは別規格)を搭載していたが、英語モード(英語DOSおよび後のDOS/V)ではマザーボード上のVGAが使用できた。さらにPS/55も後半(1990年の5535-S以降)は、徐々にVGA(のみ)や、後述のXGAや各種SVGAに移行した。
以下、IBM PC(とその末裔)のビデオ設計としてのビデオカードについて主に述べる。
ただしいずれも多くのユーザーがWeb閲覧やオフィスソフトなど一般的な用途で求める程度の性能に留まるため、ゲームのプレイや開発、CAD、マルチメディア作品の制作、GPGPUなど高負荷な2D/3D描画性能や演算性能を求められる用途には向いていない。ただしPlayStation 4などのゲーム専用機に採用実績のあるAMD APUのように、統合型であっても高いグラフィックス性能と演算性能を持つ製品もまた登場している。
Unified Memory Architecture (UMA) によりビデオメモリ用として確保・占有される一部のメインメモリ領域はシステムから使用できなくなり、実効メモリ容量が減少する。
なおビデオ会議のようなストリーミングやブラウザ上でのWebGL利用、OSのデスクトップ描画やプレゼンテーションソフトのGPUアクセラレーションなど、オフィスワークでもGPUパワーが必要となるケースも増えており、また4Kのような高解像度環境やマルチディスプレイ環境は特にGPUの負荷が大きく、CPU内蔵GPUではパフォーマンスに問題が出ることもある。
ゲーミング向けなどの高性能ノートPCに搭載されたオンボードのGPUは、電力供給や排熱などの問題から、デスクトップ向けのビデオカードに搭載されている同型のGPUと比べて意図的に性能が落とされてはいるものの、CPU内蔵GPUよりも高性能である。
当初は、PCI-USBブリッジを用いてSIS315を接続するというものであった。その後、2007年からは、DisplayLinkのチップを用いた製品が出回るようになっている。DisplayLinkの製品では、表示装置を仮想化し、ホスト側で映像を圧縮、ハードウェア側で伸張することによって、帯域が太いとは言えないUSB2.0などのバスで、ある程度のパフォーマンスを確保している。その様な構造になっているため、実際のドライバの処理はホスト側の演算コストとなるため、CPUパワーの低い環境でのパフォーマンスは低下する。また、BIOS等を持たないためOSやドライバが起動するまでは使用できないほか、他のビデオドライバと併用する形になるため、その相互の干渉によって不具合が生じたり、使用できないケースも存在する。これらの製品は、通常のビデオカードを複数増設するよりも条件のハードルは低く、パフォーマンスよりも制御できる画面の数、面積を要求するような状況で有用であるほか、NASなどの元々表示装置を持たない機器や、PDAなど、外部出力を持たない機器での利用例も存在する。
かつてビデオカードはダイヤモンド・マルチメディア(英語版)やELSA(英語版)などの各ビデオカードメーカーがベンダーからGPUを購入し、設計・製造を行ったものが販売されていた。しかしこの方式はメーカーごとの製品の品質のばらつきが大きいという問題があった。このため、ベンダーがGPUに対応するビデオカードのリファレンスデザインをメーカーに提供し、メーカーはリファレンスデザインに沿った製品の販売を行うという形態が2000年代頃から主流になり、品質面での差異が少なくなった。メーカーでは冷却ファンやヒートシンクの形状、オーバークロック、ユーティリティソフトウェアなどで差別化を図っている。2000年代後半以降はASUSTeK Computer、GIGABYTE、MSIなどのマザーボードメーカーが手がけるビデオカード製品が多くを占めるようになったが、Palit(英語版)など拡張カードのみに製品を絞ったメーカーも存在する。