GPU是顯示卡的“大腦”，GPU決定了該顯卡的檔次和大部分性能，同時GPU也是2D顯示卡和3D顯示卡的區別依據。2D顯示芯片在處理3D圖像與特效時主要依賴CPU的處理能力，稱為軟加速。3D顯示芯片是把三維圖像和特效處理功能集中在顯示芯片內，也就是所謂的“硬件加速”功能。顯示芯片壹般是顯示卡上最大的芯片（也是引腳最多的）。時下市場上的顯卡大多采用NVIDIA和 AMD-ATI 兩家公司的圖形處理芯片。
今天，GPU已經不再局限於3D圖形處理了，GPU通用計算技術發展已經引起業界不少的關註，事實也證明在浮點運算、並行計算等部分計算方面，GPU可以提供數十倍乃至於上百倍於CPU的性能，如此強悍的“新星”難免會讓CPU廠商老大英特爾為未來而緊張， NVIDIA和英特爾也經常為CPU和GPU誰更重要而展開口水戰。GPU通用計算方面的標準目前有 OPEN CL、CUDA、ATI STREAM。其中，OpenCL(全稱Open Computing Language，開放運算語言)是第壹個面向異構系統通用目的並行編程的開放式、免費標準，也是壹個統壹的編程環境，便於軟件開發人員為高性能計算服務器、桌面計算系統、手持設備編寫高效輕便的代碼，而且廣泛適用於多核心處理器(CPU)、圖形處理器(GPU)、Cell類型架構以及數字信號處理器(DSP)等其他並行處理器，在遊戲、娛樂、科研、醫療等各種領域都有廣闊的發展前景，AMD-ATI、NVIDIA時下的產品都支持OPEN CL。
1985年 8月20日 ATi公司成立，同年10月ATi使用ASIC技術開發出了第壹款圖形芯片和圖形卡，1992年 4月 ATi發布了 Mach32 圖形卡集成了圖形加速功能，1998年 4月 ATi被IDC評選為圖形芯片工業的市場領導者，但那時候這種芯片還沒有GPU的稱號，很長的壹段時間ATI都是把圖形處理器稱為VPU，直到AMD收購ATI之後其圖形芯片才正式采用GPU的名字。
NVIDIA公司在1999年發布GeForce 256圖形處理芯片時首先提出GPU的概念。從此NV顯卡的芯就用這個新名字GPU來稱呼。GPU使顯卡削減了對CPU的依賴，並實行部分原本CPU的工作，更加是在3D圖形處理時。GPU所采用的核心技術有硬體T&L、立方環境材質貼圖與頂點混合、紋理壓縮及凹凸映射貼圖、雙重紋理四像素256位渲染引擎等，而硬體T&L技術能夠說是GPU的標誌。