개요
GPU(Graphics Processing Unit)은 컴퓨터에서 렌더링을 담당하는 칩셋이다. 이 칩셋이 CPU 내에 있거나 메인보드에 장착되어 있다면 내장그래픽(iGPU; Integrated GPU), 전용 보드에 장착되어 이 보드를 메인보드에 장착하는 형태라면 그래픽카드 또는 비디오카드, 외장그래픽이라고 부른다.
구성
기본적으로 현대적인 GPU에는 통합쉐이더 프로세서(AMD는 스트림 프로세서, NVIDIA는 쿠다 프로세서라고 부른다), 텍스처 매핑 유닛, 렌더 출력 유닛 등으로 구성된다.
그래픽카드의 경우 GPU와 VRAM(Video RAM), 전원부, 단자부 등으로 구성된다.
통합쉐이더 프로세서
통합쉐이더 프로세서(SP; Shader Processor)는 정점 쉐이더, 픽셀 쉐이더, 지오메트리 쉐이더, 헐 쉐이더, 도메인 쉐이더, 컴퓨트 쉐이더 등 다양한 쉐이더를 처리하는 프로세서 유닛이다. GPU에는 적은 경우 32개, 많은 경우 4096개의 다수의 프로세서가 모여있기 때문에 경우에 따라 병렬 연산에는 CPU보다 빨라서 GPGPU에 활용된다.
텍스처 매핑 유닛
텍스처 매핑 유닛(TMU; Texture Mapping Units)은 통합쉐이더 프로세서에서 텍스처 데이터를 가져다 사용할 때 텍스처 필터, 텍스처 어드레스에 따른 텍스처 좌표의 픽셀 값을 매핑하는데 사용되는 장치이다.
렌더 출력 유닛
렌더 출력 유닛(ROP; Render Output unit 혹은 Raster Operations Pipeline)은 래스터라이즈 과정에 사용되는 유닛이며, 래스터라이즈 과정은 렌더링 파이프라인의 마지막 부분이기 때문에 렌더링 마지막 작업에 사용된다. 숫자 데이터일 뿐인 값을 2D 화면으로 만드는 과정이며, 안티 앨리어싱 작업에도 관여한다.
VRAM
VRAM은 CPU와 독립적으로 사용하는 메모리이다. CPU에서 사용하는 메모리에 비해 월등하게 빠른 입출력 속도를 가지고 있다. 발열과 전력 소모도 일반적인 RAM에 비해 많은 편이다. VRAM 표준으로는 현재 GDDR 계열과 HBM 계열이 사용되고 있다. 내장그래픽에서는 CPU의 RAM의 일부를 VRAM 영역으로 만들어 사용한다.