早期的娛樂用3D顯卡也叫“3D加速卡”。因為大部分的坐標處理工作和光影特效都需要CPU親自處理，占用了CPU太多的計算時間，導致整體畫面無法非常流暢的顯示。
例如，要渲染壹個復雜的3D場景，需要在壹秒鐘內處理數千萬個三角形頂點和光柵化數十億個像素。早期的3D遊戲，顯卡只是為屏幕顯示的像素提供壹個緩沖，所有的圖形處理都是CPU壹個人完成的。圖形渲染適合並行處理，擅長串行工作的CPU其實無法勝任這項任務。所以當時在PC上實時生成的三維圖像非常粗糙。但是從某種意義上來說，當時的圖形繪制是完全可編程的，只是CPU負責這個重要的任務，速度確實達不到要求。
隨著時間的推移，CPU各種光影運算的速度已經越來越不能滿足遊戲開發者的要求。更多多邊形和特效的應用，榨幹了幾乎所有的CPU性能，矛盾產生了...
GPU的誕生
英偉達在8月31，1999發布GeForce 256圖形處理芯片時，首次提出了GPU的概念。
GPU之所以被稱為圖形處理器，主要是因為它可以執行幾乎所有與計算機圖形相關的數據操作，而這在以前是CPU的專利。
目前，計算機圖形學正處於壹個前所未有的發展時期。近年來，GPU技術正以驚人的速度發展。渲染速度每六個月翻壹倍。從1999年開始，這些年性能翻了10倍100倍，也就是(10的2次方)提升了上千倍！同時不僅提高了性能，也逐漸提高了計算質量和圖形編程的靈活性。
以前的PC和電腦工作站只有圖形加速器，沒有圖形處理器(GPU)，圖形加速器只能簡單的加速圖形渲染。GPU取代圖形加速器後，要拋棄圖形加速器的舊觀念。
GPU結構
GPU的全稱是圖形處理單元——圖形處理器，它最大的功能是執行繪制計算機圖形所需的各種操作，包括頂點設置、光影、像素操作等等。GPU其實就是壹組圖形功能，這些功能都是通過硬件來實現的。以前這些任務都是由CPU配合特定的軟件來完成的，GPU從某種意義上來說是在圖形處理中起主導作用的。
壹個簡單的GPU結構圖包含壹個標準的GPU，包括2D引擎、3D引擎、視頻處理引擎、FSAA引擎和內存管理單元。其中3DEngine在3D計算中起著舉足輕重的作用，是現代3D顯卡的靈魂，也是區分GPU水平的重要標誌。3DEnglne是各公司產品中宣傳攻勢的重點照顧對象，名字越來越響，比如NVIDIA的nFjnjtFX系列，CineFX系列，AMD的SmoothVision系列。壹個3d引擎通常包含t &；L unit、VertexProeessingEngine、SetupEngine、PiexlShader等。
GPU的工作原理
GPU中的數據處理流程
現在我們來看看第二代GPU是如何完整處理壹張圖片的！首先，來自CPU的各種物理參數進入GPU，頂點著色器會對頂點數據進行基本判斷。如果沒有要處理的頂點效果，頂點數據會直接進入T &；l單元執行傳統的t & amp；l節約時間，提高效率。如果需要處理各種頂點效果，頂點著色器會先計算各種頂點程序的指令。壹般來說，頂點程序往往包含了過去需要實現的T&的效果，比如轉換、裁剪、光照操作，所以頂點著色器處理的效果壹般不需要T & ampl操作。此外，當涉及到曲面鑲嵌(將曲面，如拱門，轉換為多邊形或三角形)時。CPU可以直接將數據交給頂點著色器進行處理。
另外，在DireetX的變換過程中，頂點著色器可以完成Z值的剔除，也就是背面剔除——隱藏面。這意味著除了視野外的頂點，視野內的斜坡前點所覆蓋的頂點也會被切掉，大大減少了需要操作的頂點數量。
接下來，VertexShader處理的各種數據會流入SetupEngine，在這裏運算器會設置三角形，這是整個繪制過程中最重要的壹步。設置引擎甚至直接影響GPU的執行效率。三角形設置過程由多邊形組成，或者用更好的三角形代替原來的三角形。在3D圖像中，壹些三角形可能會被它前面的三角形遮擋，但在這個階段，3D芯片不知道哪些三角形會被遮擋，因此三角形構建單元接收到由三個頂點組成的完整三角形。三角形的每個角(或頂點)都有相應的X軸、Y軸和Z軸坐標值，這些坐標值決定了它們在3D場景中的位置。同時，三角形的設置也決定了像素填充的範圍。至此，VertexShader的工作完成。