Karta graficzna – karta rozszerzeń komputera odpowiedzialna za renderowanie grafiki i jej konwersję na sygnał zrozumiały dla wyświetlacza. Podzespół ten jest też nazywany terminem karta VGA. Określenie to jest poprawne, choć nieco anachroniczne. Aktualnie częściej stosowanym terminem jest GPU. Pierwsze karty graficzne potrafiły jedynie wyświetlać znaki alfabetu łacińskiego ze zdefiniowanego w pamięci karty generatora znaków – tryb tekstowy. Kolejna generacja kart graficznych potrafiła już wyświetlać w odpowiednim kolorze poszczególne punkty (piksele) – tryb graficzny. Nowoczesne procesory graficzne udostępniają wiele funkcji ułatwiających i przyśpieszających pracę programów. Możliwe jest narysowanie odcinka, trójkąta, wieloboku, wypełnienie ich zadanym kolorem lub wzorem, tzw. akceleracja 2D. Większość kart na rynku posiada również wbudowane funkcje ułatwiające tworzenie obrazu przestrzeni trójwymiarowej, tzw. akceleracja 3D. Niektóre posiadają zaawansowane algorytmy potrafiące na przykład wybrać tylko widoczne na ekranie elementy z przestrzeni. Wyróżniamy dwa typy GPU: Przystosowane do pracy jako oddzielne karty graficzne:
AMD Radeon Graphics
nVidia GeForce
Zintegrowane z mostkiem północnym:
Intel
AMD
SiS
VIA Technologies
W komputerach PC karty graficzne są najczęściej niezintegrowane z płytą główną (jest możliwa ich wymiana). Wadą kart zintegrowanych jest niemożność ich wymiany oraz znacznie słabsze wyniki w porównaniu z kartami niezintegrowanymi (spowodowane jest to m.in. koniecznością umieszczenia karty zintegrowanej na płycie głównej, a nie jako kartę rozszerzeń, a co za tym idzie - znaczne jej zmniejszenie). Wraz z pojawieniem się kart Voodoo firmy 3dfx, które znacznie przyspieszały wyświetlanie grafiki trójwymiarowej, pojawił się termin akcelerator graficzny. Karty te wymagały bowiem obecności w komputerze zwykłej karty graficznej. Pozostali producenci zdecydowali się na integrację akceleratorów grafiki trójwymiarowej z samymi kartami graficznymi, podobnie jak to miało miejsce z akceleratorami grafiki dwuwymiarowej. Później także firma 3dfx zdecydowała się zintegrować swoje akceleratory z kartami graficznymi. Najważniejsze funkcje współczesnych akceleratorów graficznych to:
Filtrowanie anizotropowe
Mapowanie wypukłości
Efekty cząsteczkowe
Full Scene Anti-Aliasing
HDR
Pixel Shader
Vertex Shader
Transform & Lighting
Poza tym karty graficzne oferują inne sprzętowe efekty, jak mgła, przezroczystość (dodatkowy kanał Alpha). Zasoby kart graficznych mogą być udostępniane innym stacjom roboczym sieci komputerowych. W obecnych topologiach sieciowych istnieje możliwość przesyłania obrazów na monitory innych stacji roboczych. Większość kart graficznych (i wszystkie współczesne) składają się z następujących elementów: Procesor graficzny (GPU) – odpowiedzialny za generowanie obrazu w pamięci obrazu Pamięć obrazu – VideoRAM, bufor ramki (ang. framebuffer) – przechowuje cyfrowe dane o obrazie Pamięć ROM – pamięć przechowująca dane (np. dane generatora znaków) lub firmware karty graficznej, obecnie realizowana jako pamięć flash EEPROM DAC (ang. Digital-to-Analog Converter) przetwornik cyfrowo-analogowy – odpowiedzialny za przekształcenie cyfrowych danych z pamięci obrazu na sygnał sterujący dla monitora analogowego; w przypadku kart wyłącznie z wyjściem cyfrowym DAC nie ma zastosowania. Interfejs do systemu komputerowego – umożliwia wymianę danych i sterowanie kartą graficzną – zazwyczaj PCI, AGP, PCI-Express Interfejs na slocie karty graficznej – zazwyczaj P&D, DFP, VGA, DVI, HDMI, DisplayPort Wiele z kart graficznych posiada także: Framegrabber – układ zamieniający zewnętrzny, analogowy sygnał wideo na postać cyfrową (tylko w kartach posiadających przechwytywanie obrazu) Procesor wideo – układ wspomagający dekodowanie i przetwarzanie strumieniowych danych wideo; w najnowszych konstrukcjach zintegrowany z procesorem graficznym.
Większość kart graficznych do poprawnego działania potrzebuje układu chłodzenia. Najwięcej ciepła wytwarza GPU dlatego montuje się na nie same radiatory (chłodzenie pasywne) bądź z wiatrakiem lub turbiną (chłodzenie aktywne) która używana jest w chłodzeniach referencyjnych. Jej plusem jest to, że ogrzane powietrze jest wypuszczane po za obudowę komputera ponieważ radiator jest zabudowany plastikową obudową. Jest wydajna przy wyższych obrotach co wiąże się z dużym hałasem. Firma NVIDIA na procesor graficzny nakłada IHS czyli aluminiową osłonę mającą na celu lepsze rozpraszanie ciepła oraz chronić procesor przed uszkodzeniami. Następnym elementem wydzielającym ciepło są pamięć RAM karty graficznej. Często chłodzi je ten sam radiator co GPU. W starszych modelach kart pamięci nie posiadają dodatkowego chłodzenia. Na nowszych kartach posiadających dodatkowe złącza PCIe 6 pin lub 8 montowane są radiatory na sekcje zasilania. Jest ona chłodzona pasywnie. W radiatorach coraz częściej dodatkowo są montowane Heat pipe dla poprawienia wydajności układu chłodzenia. Nowsze karty graficzne NVIDII wydzielają więcej ciepła niż karty firmy AMD. Na referencyjnym chłodzeniu temperatura GPU waha się od około 40 - 100 stopni. Możliwa jest wymiana radiatora standardowego na chłodzenie wodne bądź inny, większy, bardziej wydajny radiator co podniesie karcie podatność na overclocking.
