Una scheda grafica tridimensionale (3D) è un componente hardware del computer che può essere una vera scheda di espansione inserita in un computer o un microchip integrato integrato nella scheda madre di un computer o di un altro dispositivo elettronico. In entrambi i casi, lo scopo di una scheda grafica 3D è fornire potenza di elaborazione extra e talvolta memoria che può essere dedicata esclusivamente al rendering di grafica 3D su un monitor o un altro dispositivo di visualizzazione. I diversi componenti di una scheda grafica 3D includono l’unità di elaborazione grafica (GPU), la memoria grafica ad accesso casuale (RAM), a volte un’unità matematica a virgola mobile (FPU) separata e, se la scheda lo richiede, una ventola o un dissipatore di calore per dissipare il calore generato durante il funzionamento. Quando una scheda grafica 3D è installata in un computer o altro dispositivo, i guadagni in velocità ed efficienza non sono sempre automatici, perché il software deve interfacciarsi specificamente con la scheda per ottenere i vantaggi che fornisce, sebbene alcuni sistemi operativi siano progettati per utilizzare un 3D scheda grafica per impostazione predefinita, se presente.
Esistono molte applicazioni che utilizzano ampiamente la grafica 3D, che richiedono un’enorme quantità di calcoli da eseguire in frazioni di secondo. Utilizzando una scheda grafica 3D, questi calcoli possono essere eseguiti dalla GPU insieme alla RAM grafica in modi ottimizzati dai produttori per essere il più veloci possibile. La scheda grafica esegue la maggior parte dei calcoli, quindi l’unità di elaborazione centrale (CPU) sulla scheda madre principale del computer è libera di elaborare contemporaneamente altre informazioni come richiesto dall’applicazione.
A parte un aumento della velocità delle applicazioni 3D, una scheda grafica 3D può anche aumentare la qualità delle immagini che vengono renderizzate attraverso di essa. Ciò è possibile perché un utente può modificare le impostazioni sull’hardware tramite i servizi di input e output di base (BIOS) della scheda grafica per consentire alla scheda di ignorare determinate istruzioni del software ed eseguire autonomamente miglioramenti dell’immagine. Molto spesso, questo può assumere la forma di anti-aliasing che nasconde parzialmente i pixel frastagliati in un’immagine e la gestione avanzata della geometria e dell’illuminazione della scena per fornire risultati migliori rispetto al fare affidamento solo sulle istruzioni dell’applicazione.
L’aspetto fisico di una scheda grafica 3D è solo uno dei tanti motivi per cui è in grado di eseguire il rendering di grafica 3D così rapidamente. La GPU si trova sulla stessa scheda della RAM grafica, quindi il percorso fisico tra la memoria e il processore è incredibilmente piccolo e non ha bisogno di passare attraverso altri componenti, come nel caso della RAM del sistema principale e della CPU. Ciò significa che è possibile accedere alle informazioni contenute nella RAM grafica a velocità molto elevate, rendendo i calcoli e le copie di memoria notevolmente veloci ed efficienti.