Η GPU (Μονάδα επεξεργασίας γραφικών) είναι μια ηλεκτρονική συσκευή σχεδιασμένη για την κατασκευή και επεξεργασία εικόνων 2D ή 3D και την επακόλουθη εμφάνισή τους στην οθόνη. Οι GPU χρησιμοποιούνται ευρέως σε υπολογιστικά συστήματα επιτραπέζιων υπολογιστών, κινητά τηλέφωνα, διακομιστές και κονσόλες παιχνιδιών.
Εφαρμογές GPU
Τα σύγχρονα τσιπ γραφικών εγκαθίστανται σε κάρτες γραφικών υπολογιστών ή ενσωματώνονται σε μητρικές κάρτες για εξοικονόμηση χώρου στον υπολογιστή. Οι GPU επιτρέπουν την αποτελεσματική επεξεργασία γραφικών υπολογιστών, καθιστώντας τους τον πιο χρησιμοποιημένο τύπο τσιπ για την εμφάνιση πληροφοριών γραφικών στην οθόνη.
Για πρώτη φορά, ο όρος GPU χρησιμοποιήθηκε το 1999 από τη Nvidia κατά την παρουσίαση της κάρτας γραφικών GeForce 256, η οποία τότε ήταν το πιο παραγωγικό διοικητικό συμβούλιο της εταιρείας. Ο επεξεργαστής μοντέλου θα μπορούσε να επεξεργαστεί περίπου 10 εκατομμύρια πολύγωνα γραφικών ανά δευτερόλεπτο.
Λειτουργίες
Η GPU αποτελείται από ειδικά τρανζίστορ, τα περισσότερα από τα οποία χρησιμοποιούνται για επεξεργασία εικόνας 3D. Αρχικά, οι επεξεργαστές γραφικών δημιουργήθηκαν με σκοπό την επιτάχυνση της κατασκευής υφών και την ταχύτητα επεξεργασίας πολυγώνων γραφικών από υπολογιστές, αλλά αργότερα πυρήνες γραφικών έμαθαν να εκτελούν γεωμετρικούς υπολογισμούς, οι οποίοι επίσης επιτάχυναν την ταχύτητα και την ποιότητα εμφάνισης εικόνων.
Οι πρόσφατες εξελίξεις στην GPU περιλαμβάνουν την ενεργοποίηση της υποστήριξης για προγραμματιζόμενα shaders, μια τεχνολογία για τη μείωση των επιδράσεων αλληλεπικαλυπτόμενων στοιχείων εικόνας το ένα πάνω στο άλλο. Επίσης, οι νέες GPU μπορούν να αναπαράγουν με μεγαλύτερη ακρίβεια τα χρώματα στην οθόνη.
Οι σύγχρονες κάρτες βίντεο υποστηρίζουν ροή βίντεο από διάφορες πηγές που συνδέονται μέσω ειδικών διεπαφών.
Τύποι GPU
Οι κάρτες γραφικών μπορούν να χωριστούν σε τρεις τύπους: διακριτές, ενσωματωμένες και υβριδικές. Οι διακριτές κάρτες βίντεο εγκαθίστανται σε ξεχωριστή υποδοχή στη μητρική πλακέτα ενός υπολογιστή ή φορητής συσκευής (φορητός υπολογιστής) μέσω μιας ειδικής διεπαφής (για παράδειγμα, PCI-Express ή AGP). Αυτός ο τύπος GPU έχει τα πιο ισχυρά χαρακτηριστικά απόδοσης λόγω της ειδικής δομής της μονάδας βίντεο και των ενδείξεων ισχύος. Επίσης, εάν είναι απαραίτητο, μια διακριτή κάρτα βίντεο μπορεί εύκολα να αντικατασταθεί με μια πλακέτα άλλου μοντέλου.
Τεχνολογίες όπως το SLI ή το CrossFire επιτρέπουν τον συνδυασμό πολλαπλών καρτών βίντεο για περαιτέρω βελτίωση της απόδοσης των γραφικών.
Τα ενσωματωμένα GPU χρησιμοποιούνται σε φορητές συσκευές και έχουν μέτρια υπολογιστική απόδοση λόγω του μικρού μεγέθους της πλακέτας και της πολυπλοκότητας των συστημάτων ψύξης και των δομικών χαρακτηριστικών τους. Οι υβριδικές κάρτες γραφικών είναι μια νέα κατηγορία προσαρμογέων που προορίζονται να αντικαταστήσουν ενσωματωμένες και διακριτές μονάδες. Η νέα τεχνολογία δημιουργείται με σκοπό την αύξηση της ταχύτητας ανταλλαγής δεδομένων με τη μνήμη RAM του συστήματος και τον επεξεργαστή για τη βελτίωση της απόδοσης των γραφικών γενικά. Η υβριδική κάρτα μπορεί να ενσωματωθεί στη μητρική πλακέτα, αλλά ταυτόχρονα λειτουργεί με βάση την τεχνολογία διακριτών καρτών γραφικών PCI-Express.
