GPU مخفف Graphics Processing Unit می باشد که به مرکز پردازشهای گرافیکی گفته می شود. GPU به پردازنده ای که برای مدیریت عملیات گرافیکی طراحی شده است اطلاق می شود. این پردازنده هر دو نوع محاسبات 2D و 3D را شامل می شود. البته اساسا رندرینگ 3D بیشتر مدنظر می باشد.
تاریخچه
سیستم PC های اولیه دارای پردازنده های GPU نبودند و CPU سیستم مجبور بود تمام محاسبات استاندارد کامپیوتر و عملیات گرافیکی را خود انجام دهد. با افزایش نیازهای نرم افزاری و افزایش محاسبات گرافیکی سیستم به ویژه در بازی های ویدئویی، نیاز به یک پردازنده جداگانه برای انجام عملیات گرافیکی به وجود آمد. در 31 اوت 31 سال 1999 میلادی، شرکت NVIDIA اولین GPU برای رایانه های رومیزی را معرفی کرد که GeForce 256 نام داشت. این پردازنده گرافیکی می توانست 10 میلیون چندضلعی را در ثانیه پردازش کند و به سیستم این اجازه را می داد تا پردازش گرافیکی بسیار بهتری به نسبت پردازنده اصلی سیستم انجام شود.
موفقیت نخستین واحد پردازش گرافیکی باعث شد هم سخت افزارها و هم توسعه دهندگان نرم افزار به سرعت به پشتیبانی از GPU مجبور کرد. مادربرد ها با اسلات های سریعتر PCI و اسلات AGP ساخته می شدند و بصورت پیشرفته ای برای کارتهای گرافیکی طراحی می شدند و پردازنده GPU به نوعی یکی از نیازهای عمومی سیستم تبدیل شده بود. API های نرم افزاری مانند OpenGL و Direct3D تولید شدند تا به توسعه دهندگان نرم افزاری کمک کنند تا بتوانند از GPU ها در برنامه هایشان استفاده کنند. امروزه پردازش های اختصاصی گرافیکی یکی از استاندارد های سیستم است و نه تنها در رایانه های رومیزی بلکه در سرورها، لپ تاپ ها، گوشی های هوشمند و کنسول های بازی های ویدئویی نیز این نیاز وجود دارد.
عملکرد
هدف اولیه GPU رندرینگ گرافیک 3D می باشد که از چند ضلعی ها تشکیل شده است. از آنجا که بیشتر تبدیلات چند ضلعی شامل اعداد اعشاری هستند، پردازنده های گرافیکی برای انجام عملیات اعشاری ممیزی طراحی شده اند دقیقا همانطور که در محاسبات عدد صحیح با پردازنده اصلی انجام می شود. این طراحی تخصصی به GPU ها این اجازه را می دهد تا محاسبات گرافیکی را به صورت بسیار موثرتر از حتی سریعترین پردازنده ها انجام دهند. انتقال پردازشهای گرافیکی به پردازنده گرافیکی که GPU نام دارد امکان انجام بازی های مدرن به شکل امروزی را فراهم کرده است.
در حالی که پردازنده گرافیکی GPU در رندرینگ گرافیکی پیشرفته بکار می رود، اما توان آن می تواند برای اهداف دیگر نیز مورد استفاده قرار گیرد. در حال حاضر بسیاری از سیستم عامل ها و برنامه های نرم افزاری از GPGPU را پشتیبانی می کنند. GPGPU به مفهوم پشتیبانی از محاسبات عمومی در واحد پردازش گرافیکی می باشد. فن آوری هایی مانند OpenCL و CUDA به توسعه دهندگان نرم افزاری اجازه می دهد تا از GPU برای کمک به CPU در محاسبات غیر گرافیکی استفاده کنند. این قابلیت می تواند عملکرد کلی یک کامپیوتر یا سایر دستگاه های الکترونیکی را بهبود ببخشد.
