Grafik hızlandırıcı (Video hızlandırıcısı veya GPU olarak da bilinir), grafik ve video işlemeyle ilgili işlemleri gerçekleştirmek üzere tasarlanmış özel bir mikroişlemci veya bilgisayar sisteminin bir parçasıdır.

Grafik hızlandırıcının ana görevi, 2D ve 3D grafiklerin işlenmesini, doku haritalamasını, karmaşık grafik efektlerinin gerçekleştirilmesini ve görüntülerin dönüştürülmesini içeren ekrandaki grafik verilerini işlemek ve görüntülemektir.

Grafik hızlandırıcı cihazı
Grafik hızlandırıcılar aşağıdaki bileşenlerden oluşur:

• hesaplama çekirdekleri. Grafik hızlandırıcılar, paralel çalışan birçok hesaplama çekirdeği (birkaç yüz ila binlerce arasında) içerir. Bu çekirdekler aynı anda birçok basit hesaplama işlemini gerçekleştirebilir;
• bellek. Grafik hızlandırıcıların genellikle kendi yüksek hızlı bellekleri vardır – VRAM. Grafik verilerini, dokuları, çerçeve arabelleklerini ve ara hesaplama sonuçlarını depolamaya yarar;
• SIMD mimarisi. GPU’lar genellikle SIMD (Tek Talimat, Çoklu Veri) mimarisine sahiptir. Bu, aynı talimatı aynı anda birden çok veri öğesinde yürütebildikleri anlamına gelir;
• doku birimi. Grafik hızlandırıcılar, dokuların işlenmesi ve nesnelerin yüzeylerine uygulanmasıyla ilgilenen özel doku birimleri içerir;
• gölgelendiriciler. Gölgelendiriciler, oluşturma sürecini kontrol eden ve çeşitli efektlerin, aydınlatmaların ve malzemelerin uygulanmasını sağlayan GPU üzerinde çalışan programlardır;
• rasterleştirici. Rasterleştirici, GPU’nun köşeler, çizgiler ve üçgenler gibi vektör verilerini ekranda görüntülenebilen bir bitmap görüntüsüne dönüştüren kısmıdır;
• ekrana çıktı. Grafik hızlandırıcılar, video çıkışlarının, monitörlerin ve diğer çıkış cihazlarının kontrolünü içeren grafik bilgilerinin ekrana çıkışını kontrol edebilir.

Grafik Hızlandırıcının faydaları
Entegre grafiklere kıyasla grafik hızlandırıcıların birçok avantajı vardır.

• Performans. Grafik hızlandırıcılar, karmaşık grafik işleme sorunlarını çözmek için tasarlanmıştır ve entegre grafiklere kıyasla daha yüksek performansa sahiptir.
• Bellek. İşlemci ile paylaşılan belleği kullanan entegre grafiklerin aksine, grafik hızlandırıcıların özel belleği vardır, bu da grafiklerin daha hızlı ve daha verimli işlenmesini sağlar.
• Kalite. Grafik hızlandırıcılar daha yüksek çözünürlükleri destekler ve daha ayrıntılı ve gerçekçi görüntüler üreterek daha iyi görsel deneyim sağlar.

Grafik hızlandırıcıların görsel hesaplama üzerindeki etkisi
Grafik hızlandırıcılar, yüksek performans ve paralel hesaplama yetenekleri nedeniyle görsel hesaplamayı önemli ölçüde etkilemiş, bu da karmaşık grafiklerin ve videoların verimli bir şekilde işlenmesini ve görüntülenmesini mümkün kılmıştır.

İşte grafik hızlandırıcıların görsel hesaplama üzerindeki etkisinin ana yönlerinden bazıları.

• Grafikleri ve oyunları hızlandırın. Grafik hızlandırıcılar, zorlu grafiklere sahip oyunlarda ve uygulamalarda performansı artırır. Karmaşık 3B modelleri, oluşturmayı, aydınlatmayı ve efektleri işleyebilirler.
• Görsel kalitenin iyileştirilmesi. Grafik hızlandırıcılar, doku işleme, kenar yumuşatma, anizotropik filtreleme ve diğer grafik teknikleri yoluyla grafik ve video kalitesini artırmanıza olanak tanır.
• Video ve multimedya işleme. Grafik hızlandırıcılar, çeşitli formatların kodunu çözme ve kodlamanın yanı sıra videoya filtreler ve efektler uygulama dahil olmak üzere video verilerini işlemek için özel yeteneklere sahiptir.
• Bilimsel ve mühendislik görselleştirmeleri. Bilimsel ve mühendislik hesaplamaları alanında, karmaşık verilerin görselleştirmelerini ve hesaplama sonuçlarını oluşturmak için grafik hızlandırıcılar kullanılır.
• Sanal ve artırılmış gerçeklik. Grafik hızlandırıcılar, sanal ve artırılmış gerçekliklerde ilgi çekici görseller yaratmada kilit rol oynar.
• Tıbbi ve bilimsel görüntüleme. Grafik hızlandırıcılar, tıbbi verileri görselleştirmek ve biyolojik süreçleri simüle etmek için tıbbi ve bilimsel araştırmalarda kullanılır.