Una scheda acceleratore è una periferica per computer che può aumentare la potenza di elaborazione oltre ciò che l’unità di elaborazione centrale (CPU) sarebbe altrimenti in grado di fare. Queste schede di espansione storicamente trasportavano CPU più veloci e unità a virgola mobile (FPU) che potevano aumentare la velocità complessiva di un computer o aiutare in attività matematiche intensive. In alcuni casi, una scheda acceleratrice porterebbe una versione più recente o più veloce della CPU principale. Oggi, la maggior parte delle schede acceleratrici utilizza unità di elaborazione grafica (GPU) per velocizzare i display visivi e rendere le immagini tridimensionali. Le moderne CPU ZIF (Zero Insertion Force) possono essere facilmente aggiornate senza strumenti speciali, il che ha lo stesso scopo dell’installazione di una scheda di espansione con un secondo processore generico.
I vari tipi di schede di espansione servono ciascuno a scopi diversi, ma utilizzano tutti l’accelerazione hardware per alleggerire il carico della CPU. Senza accelerazione hardware, la CPU generalmente deve eseguire queste attività da sola utilizzando il software. Ciò può comportare un rallentamento generale man mano che la CPU esegue ogni calcolo. Quando l’hardware viene utilizzato per eseguire queste attività senza l’aiuto della CPU, le prestazioni complessive possono aumentare. Ciò è particolarmente vero per le applicazioni e i giochi con grafica pesante, molti dei quali funzionano molto male o non funzionano affatto senza schede di accelerazione grafica.
Agli albori del personal computer, le unità a virgola mobile venivano spesso utilizzate per eseguire compiti pesanti di matematica. Senza una FPU dedicata, la CPU dovrebbe svolgere queste attività da sola. Alcune schede madri sono state fornite con FPU, mentre altre avevano slot in cui l’utente finale poteva installarne una. Altri computer richiedevano una scheda acceleratrice con una FPU montata su di essa. Queste schede venivano in genere collegate alla scheda madre allo stesso modo di qualsiasi altra scheda di espansione.
Un altro uso iniziale della scheda acceleratrice è stato quello di aggiungere una CPU aggiuntiva o migliorata. Prima dell’invenzione dei processori ZIF, le CPU erano difficili o impossibili da rimuovere e aggiornare per un utente finale. Una scheda acceleratrice forniva un modo semplice per accelerare un computer se la CPU con cui veniva spedito non era abbastanza veloce. Queste schede acceleratrici spesso avevano requisiti di alimentazione maggiori, quindi a volte anche l’unità di alimentazione (PSU) doveva essere aggiornata.
L’uso moderno più comune della scheda acceleratrice è per l’elaborazione grafica. Le schede madri sono spesso dotate di grafica integrata, sebbene molti utenti trovino questi chipset insufficienti per un uso intenso. Per poter giocare a molti videogiochi moderni o eseguire pesanti attività di grafica e editing video, è spesso necessario un certo tipo di accelerazione hardware. Questo di solito si presenta sotto forma di una GPU, che è un’unità di elaborazione dedicata montata su una scheda di espansione. Quando una di queste unità è installata in un computer, può assumere le attività di elaborazione grafica dalla CPU.