Grafiikkaprosessointiyksikkö (GPU) on keskusyksikön (CPU) kaltainen laitteisto, paitsi että se on tehty yksinomaan kuville ja sen suorittamia toimintoja kutsutaan GPU -kuvankäsittelyksi. Toisin kuin CPU ja useimmat muut kuvankäsittelylaitteet, GPU-kuvankäsittely käsittelee jokaista kuvaa kolmiulotteisena (3D) kuvana, vaikka kuva olisi kaksiulotteinen (2D). Monimutkaisissa kuvissa on usein tekstuureja, ja grafiikkasuoritin pystyy lataamaan useita kuvioita kerralla. GPU käyttää pikselivarjostimia saadakseen täydelliset värit kuvapistettä kohden. On monia graafisen suunnittelun sovelluksia, joiden avulla käyttäjät voivat kerrostaa kuvia, mutta GPU on optimoitu lataamaan nämä kuvat.
Useimmat kuvankäsittelykielet ja laitteisto jakavat 2D- ja 3D -kuvat, koska molemmille tarvitaan tyypillisesti erilaisia renderointi- ja käsittelytekniikoita. GPU -kuvankäsittelyn avulla kaikki käsitellään ja ladataan 3D -kuvana. GPU on tehty siten, että 2D -kuvia käsitellään pienennettyinä 3D -kuvina, mistä on tiettyjä etuja. Tämä lisää 2D -kuvien latausnopeutta, koska grafiikkasuoritin on asetettu käsittelemään monimutkaisempia kuvia ja 3D -kuvat voidaan ladata nopeasti, koska grafiikkasuoritin on valmis lataamaan näihin kuviin tarvittavat monet tekijät.
Tekstuuria käytetään monissa kuvissa, erityisesti graafisen suunnittelun ohjelmissa. Nämä tekstuurit lisäävät yksityiskohtia, mutta vaativat myös enemmän muistia latautuakseen oikein. GPU -kuvankäsittely pystyy lataamaan noin 16 tai enemmän kuvioita kerralla, mikä lisää teksturoitujen kuvien lataamista ja tekstuurien levittämisen nopeutta.
Jokaisella kuvan pikselillä on oma väri ja sävy, ja näiden tietojen sovittaminen on tärkeää kuvaa ladattaessa, koska muuten kuva saattaa latautua väärin. Varmistaaksesi tämän oikein, GPU -kuvankäsittely käyttää pikselivarjostimia. Tyypillisesti monia varjostimia toimii kerralla, ja jokainen kertoo GPU: lle tarkalleen, mitä väriä ja sävyä tarvitaan kullekin pikselille.
Monet graafisen suunnittelun ohjelmat pystyvät luomaan kerrostettuja kuvia tai yhdistelmäkuvan, joka on tehty useista kuvista, jotka on kerrostettu päällekkäin, mutta näiden kuvien tekemisessä voi olla muutamia ongelmia, jos GPU: ta ei ole. CPU: ta ei ole optimoitu grafiikan lataamista varten, joten näiden kuvien lataaminen kestää usein kauan, ja graafinen suunnitteluohjelma voi jopa viivästyä tai kaatua yhdistelmäkuvia tehdessä. GPU -kuvankäsittelyn ansiosta nämä kuvat eivät lataudu vain nopeammin, vaan GPU parantaa kuvien sekoittumista.