Anglicky GPU (Graphics Processing Unit - grafický procesor) je specializovaný mikroprocesor, který je určený pro grafické výpočty a změnu obsahu videopaměti (poslední dobou jsou často využívány pro těžbu kryptoměn, z toho důvodu je dnes velmi obtížné sehnat grafickou kartu za rozumnou cenu).

Grafická karta může být v počítači umístěna buď jako samostatná komponenta, nebo integrovaná jako součást procesoru.

Mezi nejznámější výrobce grafických čipů současnosti jsou firmy AMD a Nvidia. Na těchto čipech pak různí výrobci staví své konkrétní výrobky (Gigabyte, Aorus, MSI, ASUS ...).

Princip fungování

Základním úkolem grafické karty je rychlé zobrazování statických snímků na obrazovku monitoru počítače. Rychlost změny snímku je označována jako FPS - Frames Per Second (v češtině překládáno jako počet snímků za sekundu). [1]

V porovnání s procesorem má grafická karta o poznání více jader. Tyto jádra nejsou tak výkonná jako jádra v procesoru, ale jsou určeny na velké množství jednoduchých operací.

Princip přeměny 3D scény (na grafickou kartu zaslány jako číselná data) na 2D snímek je nazývaný jako Rendering (Graphics) pipeline. Tento proces je rozdělen do několika částí. [2]

1. Každá 3D grafická scéna je složena z bodů v prostoru (vertexů), které jsou uspořádány do trojúhelníků (polygonů), jelikož trojúhelníky jsou nejmenší obrazce, u kterých máme vždy jistotu, že jsou v rovině. Tuto část zpracovává vertex shader.
2. Následně je provedena kontrola, zda vyobrazené objekty půjdou ve scéně vidět nebo jsou překryty jiným objektem blíže kameře. Tuto část zpracovává vertex shader.
3. V tomto bodě je provedeno nasvícení scény vypočtením na základě intenzity a typem světelných zdrojů na scéně. Tuto část zpracovává vertex shader.
4. Po nasvícení je nutné scénu "vybarvit". Nanést texturu, spočítat průhlednost, odrazivost nebo jinou vlastnost materiálu, který je na objektu nanesen. Po těchto úkonech je scéna tzv. vyrenderovaná. Převedena na 2D obraz. Tuto část zpracovává pixel shader.
5. Následně je možné na scénu aplikovat různé filtry, nebo algoritmy pro zlepšení obrazu, jako je například Antialiasing, pro vyhlazení hran. Výsledná scéna je uložena do frame bufferu, ze kterého je postupně posílána na monitor.

<aside> 💡 Shader je program, který řídí konkrétní úkony a části rendering pipeline.

</aside>

Rozdělení grafických karet

Podle provedení je možné grafické karty (resp. GPU) rozdělit na tři základní kategorie.

1. Dedikovaná grafická karta

Tento typ karet je v počítači umístěn jako separátní rozšiřující karta. Podle typu použití je možné dedikované karty rozdělit ještě na několik různých typů. [1]

1. Herní grafické karty: Nejrozšířenější typ grafických karet jsou bezesporu herní grafické karty. Tyto karty poskytují velký výkon primárně určený pro kvalitní herní zážitek. NVIDIA se specializuje primárně na vyšší třídu, zatímco AMD spíše střední třídu. Při výběru grafické karty je potřeba vzít v potaz i ostatní komponenty jako je procesor nebo RAM paměti.
2. Pracovní grafické karty: Tyto karty jsou primárně určeny pro software vyžadující velký grafický výkon jako jsou 3D modelovací programy, CAD (computer-aided design)/CAM (computer-aided manufacture) programy určené pro průmysl (CNC, 3D tiskárny...), nebo pro střih videa.