Unidade de processamento gráfico
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GPU (Graphics Processing Unit, ou Unidade de Processamento Gráfico), conhecido também como VPU ou unidade de processamento visual, é o nome dado a um tipo microprocessador especializado em processar gráficos em computadores pessoais, estações de trabalho ou videogames. GPUs modernas manipulam gráficos computadorizados com eficiência e sua estrutura de processamento paralelo os tornam mais capazes neste tipo de trabalho que CPUs normais. Uma GPU normalmente é utilizada em placas de vídeo mas versões simplificadas são integradas diretamente em placas-mães.
[editar] Diferença para os aceleradores 3D anteriores
Diferente dos aceleradores gráficos 3D anteriores, uma GPU incorpora as funções de iluminação e transformação de vértices (transform and lighting também conhecido como T&L), que antes eram efetuadas no processador central do computador, mais exatamente em seu co-processador matemático (FPU, unidade de ponto flutuante). Seus antecessores efetuavam basicamente a aplicação de texturas em superfícies, e ao incorporar outra etapa do processamento de imagens, libera o processador central para outras funções.
O primeiro GPU voltado para o uso doméstico foi o modelo GeForce 256. No entanto, alguns processadores especializados voltados para uso profissional em simuladores e computação gráfica já atendiam aos critérios. As duas maiores empresas que fabricam GPU's são ATI e nVidia, além da estadunidense Intel por meio de suas GPUs integradas em chipsets.
[editar] Terminologia
Devido a sua natureza técnica e complexidade, diversos termos em inglês são utilizados para descrever as GPUs, entre as principais se encontram:
- Pixel pipeline — Parte de um processador gráfico que transfere informações referentes aos pixels. Quanto maior a sua quantidade, maior a velocidade da placa em processar pixels para exibição na tela.
- Fillrate — Quantidade de pixels texturizados que podem ser gerados e exibidos pelo processador gráfico em um segundo.
- Render output unit (ROP, unidade de saída de renderização) — uma das etapas finais de renderização na qual os pixels e texels na placa são processados no pixel final a ser exibido na tela.
- Shader — Instruções de software usados nos processadores gráficos para renderizar efeitos. Dividem-se em três tipos principais:
- Geometry shader — Combina uma série de vértices em objetos que serão processados pelos pixel shaders.
- Pixel shader — O pixel shader executa rotinas programáveis atuando no nível de pixel assim sendo, depois que a imagem foi completamente modelada pelo sistema (CPU e GPU) e teve seus polígonos “ajustados” pelo vertex shader, o pixel shader entra em ação analisando os materiais dos objetos modelados e as condições de iluminação, e dando um toque final realçando cores onde for necessário, adicionando reflexos onde eles existirem e criando qualquer efeito que o programador quiser com muito mais realismo do que as técnicas mais simples de texturização e iluminação tradicionais.
- Vertex shader — Manipula vértices e conseqüentemente o formato de objetos. Esses vértices são então enviados para os geometry shaders.
- Unified shader — Se refere à capacidade de processar os três diferentes tipos de shaders em uma única seção do processador (originalmente cada um dos shaders era processado em uma área especializada).
- Texture mapping unit (TMU, unidade de mapeamento de textura) — Unidade que rotaciona e redimensiona uma imagem bitmap e a aplica em uma superfície ou objeto 3D.
- Transform and lighting (T&L, transformação e iluminação) — Processos nos quais objetos tridimensionais em um espaço virtual são convertidos em coordenadas bidimensionais para exibição em monitores (transformação) e o cálculo de cores resultantes em objetos iluminados na tela (iluminação). Nome dado geralmente à unidade que acelera estes processos em uma unidade de processamento.
