grafiikkapiirien

Grafiikkapiiri, englanniksi graphics processing unit (GPU), on elektroniikkasiru, jonka tehtävänä on nopeuttaa kuvien ja videon renderöintiä näytölle. Grafiikkapiirejä käytetään erityisesti tietokoneissa, pelikonsoleissa ja upotetuissa järjestelmissä, joissa vaaditaan sujuvaa ja tarkkaa grafiikkaa.

Nykyisissä grafiikkapiireissä on lukuisia rinnakkaisia laskentayksiköitä, joita kutsutaan shader-ytimiksi. Piiri sisältää myös erillisen muistin, useimmiten VRAM-muistin, sekä yksiköitä tekstuurien hakemiseen, varjostukseen ja rasterointiin. Monissa moderneissa piireissä on lisäksi säteenseuranta- ja tekoälyyn liittyviä yksiköitä, kuten RT-ytimet ja tensor-ytimet.

Grafiikkapiirit voivat olla integroituna osana prosessorin yhteydessä (integroidut grafiikkapiirit) tai erillisenä näytönohjaimena (discrete GPU). Ne tukevat ohjelmointirajapintoja kuten OpenGL, Vulkan sekä DirectX, ja niitä käytetään sekä pelaamiseen että ammatti-visualisointiin ja laskentaan. Ne ovat keskeisiä videoiden purussa ja toistossa sekä monissa upotetuissa sovelluksissa.

Suorituskykyä kuvaavat tekijät ovat ytinten määrä, kellotaajuus, muistiväylän leveys ja käytettävissä olevan VRAM:n koko sekä muistityyppi. Virrankulutus ja jäähdytys ovat tärkeitä suunnittelukriteerejä. Valintaan vaikuttavat käyttötarkoitus, budjetti ja järjestelmän laiteyhteensopivuus. Tunnettuja valmistajia ovat Nvidia, AMD ja Intel.

Grafiikkapiirien kehityksessä on siirrytty kohti hajautettua ja heterogeenistä laskentaa, jossa grafiikan renderöinti yhdistetään tekoälyyn ja yleiskäyttöiseen laskentaan. Tulevaisuudessa odotetaan yhä tehokkaampia ray tracing -ratkaisuja ja entistä parempaa energiatehokkuutta sekä realistisempaa valaistusta ja varjoja.