Grafiikkapiiri

Grafiikkapiiri on erikoistunut piiri, jonka tehtävänä on tuottaa kuvia näytölle. Se voi olla erillisellä näytönohjaimella (grafiikkakortilla) oleva yksikkö tai integroitu CPU:n tai järjestelmäpiirin (SoC) osanen. Grafiikkapiirin keskeinen tehtävä on muuntaa digitaaliset tiedot kuviksi, ja se hoitaa sekä 2D- että 3D-grafiikan sekä video- ja kuvanmuokkauksen katselmointia nopeuttamalla.

Modernit grafiikkapiirit ovat ohjelmoitavia prosessoreita, joihin kuuluu lukuisia suoritusyksiköitä, muistia (VRAM) sekä ohjaus grafiikkaputkistolle. Grafiikkaputkisto käsittelee syötteen muokkauksen, ohjelmoinnin verticeille (vertex) ja varjostuslaskennan sekä teksturoinnin, rasterisoinnin ja lopullisen kuvansiirtauksen näytölle. Ne voivat toteuttaa rinnakkaislaskentaa ja suorittaa useita tehtäviä samanaikaisesti, mikä tekee niistä erityisen tehokkaita suurten grafiikkakehysten käsittelyssä. Nykyään niissä on usein ohjelmallinen laskenta mahdollisuus compute-shadereilla, joiden avulla voidaan ajaa laajasti laskentatehtäviä ei-grafiikkatyöhön.

Grafiikkapiirit tukevat yleisiä rajapintoja ja standardeja kuten OpenGL, DirectX, Vulkan sekä Metal. Lisäksi ne voivat tarjota compute-rajapintoja kuten OpenCL tai CUDA riippuen valmistajasta. Tyypillisesti erot syntyvät integraation asteessa: integroitu grafiikkapiiri jakaa muistin järjestelmän kanssa ja sijaitsee usein CPU:n/SoC:n yhteydessä, kun taas erillinen piirillä on oma VRAM-muistinsa ja sijoitetaan erilliselle kortille. Käyttökohteita ovat pelaaminen, ammattimainen visualisointi, videon katselu sekä kuvankäsittely ja tekoälyn laskenta. Energiankulutus, jäähdytys ja ajurien yhteensopivuus ovat tärkeitä suunnittelutekijöitä.