La GPU (Graphics Processing Unit) è un dispositivo elettronico progettato per la costruzione e l'elaborazione di immagini 2D o 3D e la loro successiva visualizzazione sullo schermo. Le GPU sono ampiamente utilizzate nei sistemi di elaborazione desktop, telefoni cellulari, server e console di gioco.
Applicazioni GPU
I moderni chip grafici sono installati su schede grafiche per computer o integrati nelle schede madri per risparmiare spazio sul computer. Le GPU consentono un'elaborazione efficiente della grafica del computer, rendendole il tipo di chip più utilizzato per la visualizzazione di informazioni grafiche sullo schermo.
Per la prima volta, il termine GPU è stato utilizzato nel 1999 da Nvidia in occasione della presentazione della scheda video GeForce 256, che all'epoca era la scheda più produttiva dell'azienda. Il processore modello potrebbe elaborare circa 10 milioni di poligoni grafici al secondo.
Funzioni
La GPU è composta da transistor speciali, la maggior parte dei quali viene utilizzata per l'elaborazione di immagini 3D. Inizialmente, i processori grafici sono stati creati con l'obiettivo di accelerare la costruzione di trame e la velocità di elaborazione dei poligoni grafici da parte dei computer, ma in seguito i core grafici hanno imparato a eseguire calcoli geometrici, che hanno anche accelerato la velocità e la qualità della visualizzazione delle immagini.
I recenti sviluppi nella GPU includono l'attivazione del supporto per gli shader programmabili, una tecnologia per ridurre gli effetti della sovrapposizione di elementi dell'immagine uno sopra l'altro. Inoltre, le nuove GPU sono in grado di riprodurre più accuratamente i colori sul monitor.
Le moderne schede video supportano lo streaming video da varie sorgenti collegate tramite interfacce speciali.
Tipi di GPU
Le schede grafiche possono essere suddivise in tre tipi: discrete, integrate e ibride. Le schede video discrete sono installate in uno slot separato sulla scheda madre di un computer o dispositivo portatile (laptop) tramite un'interfaccia speciale (ad esempio PCI-Express o AGP). Questo tipo di GPU ha le caratteristiche prestazionali più potenti grazie alla struttura speciale del modulo video e dei suoi indicatori di alimentazione. Inoltre, se necessario, una scheda video discreta può essere facilmente sostituita con una scheda di un altro modello.
Tecnologie come SLI o CrossFire consentono di combinare più schede video per migliorare ulteriormente le prestazioni grafiche.
Le GPU integrate sono utilizzate nei dispositivi portatili e hanno prestazioni computazionali modeste a causa delle dimensioni ridotte della scheda e della complessità dei loro sistemi di raffreddamento e delle caratteristiche strutturali. Le schede grafiche ibride sono una nuova classe di adattatori destinati a sostituire i moduli integrati e discreti. La nuova tecnologia nasce con l'obiettivo di aumentare la velocità di scambio dei dati con la RAM di sistema e il processore per migliorare le prestazioni grafiche in generale. La scheda ibrida può essere integrata nella scheda madre, ma allo stesso tempo operare sulla base della tecnologia delle schede grafiche PCI-Express discrete.
