ในกราฟิกคอมพิวเตอร์หน่วยแมปพื้นผิว ( TMU ) เป็นส่วนประกอบในหน่วยประมวลผลกราฟิก (GPU) สมัยใหม่ โดยสามารถหมุนปรับขนาดและบิดเบือนภาพบิตแมปเพื่อวางลงบนระนาบใดๆ ของโมเดล 3 มิติ ที่กำหนด เป็นพื้นผิว ในกระบวนการที่เรียกว่าการแมปพื้นผิวในการ์ดกราฟิก สมัยใหม่ นั้น มีการใช้งานเป็นขั้นตอนแยกต่างหากในไปป์ไลน์กราฟิก [ ^{1 ] ใน}ขณะที่เมื่อเปิดตัวครั้งแรกนั้น มีการใช้งานเป็นโปรเซสเซอร์แยกต่างหาก เช่นที่เห็นในการ์ดกราฟิก Voodoo2

หน่วยประมวลผลพื้นผิว (TMU) เกิดขึ้นจากความต้องการด้านการคำนวณในการสุ่มตัวอย่างและแปลงภาพแบน (เช่น แผนที่พื้นผิว) ให้ได้มุมและมุมมองที่ถูกต้องในพื้นที่ 3 มิติ การคำนวณนั้นเป็นการคูณเมทริกซ์ ขนาดใหญ่ ซึ่งซีพียูในสมัยนั้น ( เช่น เพนเทียม รุ่นแรกๆ ) ไม่สามารถรับมือได้ในระดับประสิทธิภาพที่ยอมรับได้

ในปี 2013 หน่วยประมวลผลพื้นผิว (TMU) เป็นส่วนหนึ่งของไปป์ไลน์เชเดอร์และแยกออกจากไปป์ไลน์เอาต์พุตการเรนเดอร์ (ROP) ตัวอย่างเช่น ใน GPU Cypress ของ AMD ไปป์ไลน์เชเดอร์แต่ละอัน (ซึ่งมีทั้งหมด 20 อัน) มี TMU สี่ตัว ทำให้ GPU มี TMU ทั้งหมด 80 ตัว นักออกแบบชิปทำเช่นนี้เพื่อเชื่อมโยงเชเดอร์และเอ็นจิ้นพื้นผิวที่พวกมันจะทำงานด้วยอย่างใกล้ชิด

ฉาก 3 มิติโดยทั่วไปประกอบด้วยสองสิ่งคือรูปทรงเรขาคณิต 3 มิติและพื้นผิวที่ปกคลุมรูปทรงเรขาคณิตนั้น หน่วยประมวลผลพื้นผิวในกราฟิกการ์ดจะรับพื้นผิวและ "แมป" มันไปยังชิ้นส่วนของรูปทรงเรขาคณิต กล่าวคือ มันจะห่อพื้นผิวรอบรูปทรงเรขาคณิตและสร้างพิกเซลที่มีพื้นผิวซึ่งสามารถเขียนลงบนหน้าจอได้ พื้นผิวอาจเป็นภาพจริง แผนที่แสงหรือแม้แต่แผนที่ปกติสำหรับเอฟเฟกต์แสงพื้นผิวขั้นสูง

ในการแสดงผลฉาก 3 มิติ จะมีการแมปพื้นผิว (texture) ทับลง บนโมเดลโพลีกอน กระบวนการนี้เรียกว่าการแมปพื้นผิว (texture mapping) ซึ่งทำได้โดยหน่วยประมวลผลการแมปพื้นผิว (TMU) บนการ์ดจอ อัตราการเติมพื้นผิว (texture fill rate) คือการวัดความเร็วในการแมปพื้นผิวของการ์ดจอแต่ละรุ่น

แม้ว่า การประมวลผล พิกเซลเชเดอร์จะมีความสำคัญมากขึ้น แต่ตัวเลขนี้ก็ยังคงมีความสำคัญอยู่ ตัวอย่างที่ดีที่สุดคือ X1600 XT การ์ดนี้มีอัตราส่วนของหน่วยประมวลผลพิกเซลเชเดอร์ต่อหน่วยประมวลผลการแมปพื้นผิวอยู่ที่ 3 ต่อ 1 ส่งผลให้ X1600 XT มีประสิทธิภาพต่ำกว่าเมื่อเทียบกับ GPU อื่นๆ ในยุคและระดับเดียวกัน (เช่น nVidia 7600GT) ในระดับกลาง การแมปพื้นผิวอาจยังคงเป็นคอขวดอยู่มาก อย่างไรก็ตาม ในระดับสูง X1900 XTX มีอัตราส่วน 3 ต่อ 1 เช่นเดียวกัน แต่ทำงานได้ดีเยี่ยมเพราะความละเอียดหน้าจอสูงสุด และมีพลังการแมปพื้นผิวมากเกินพอที่จะรองรับจอแสดงผลทุกขนาด

พื้นผิวจำเป็นต้องได้รับการกำหนดที่อยู่และกรอง งานนี้ทำโดย TMU (Texture Unit Unit) ซึ่งทำงานร่วมกับหน่วยประมวลผลพิกเซลและ หน่วย ประมวลผลจุดยอด หน้าที่ของ TMU คือการประยุกต์ใช้การประมวลผลพื้นผิวกับพิกเซล จำนวนหน่วยประมวลผลพื้นผิวในหน่วยประมวลผลกราฟิกจะใช้ในการเปรียบเทียบประสิทธิภาพการประมวลผลพื้นผิวของกราฟิกการ์ดสองรุ่น โดยทั่วไปแล้ว กราฟิกการ์ดที่มี TMU มากกว่าจะประมวลผลข้อมูลพื้นผิวได้เร็วกว่า ใน GPU รุ่นใหม่ๆ TMU ประกอบด้วยหน่วยประมวลผลที่อยู่พื้นผิว (Texture Address Unit หรือ TA) และหน่วยประมวลผลการกรองพื้นผิว (Texture Filtering Unit หรือ TF) TA ทำหน้าที่แมปเท็กเซลไปยังพิกเซลและสามารถดำเนินการโหมดการกำหนดที่อยู่พื้นผิวได้ ส่วน TF นั้นสามารถดำเนินการกรองพื้นผิว โดยใช้ฮาร์ดแวร์ได้ (หากต้องการ )

ไปป์ไลน์คือสถาปัตยกรรมของการ์ดกราฟิก ซึ่งให้ข้อมูลที่ค่อนข้างแม่นยำเกี่ยวกับกำลังการประมวลผลของโปรเซสเซอร์กราฟิก

คำว่า "pipeline" ยังไม่ได้รับการยอมรับอย่างเป็นทางการในฐานะคำศัพท์ทางเทคนิค ภายในหน่วยประมวลผลกราฟิกจะมี pipeline หลายตัว เนื่องจากมีฟังก์ชันที่แตกต่างกันทำงานพร้อมกันในแต่ละช่วงเวลา ในอดีต มักเรียกกันว่า "pixel processor" ซึ่งเชื่อมต่อกับ TMU เฉพาะ การ์ดจอ Geforce 3 มี pipeline พิกเซลสี่ตัว แต่ละตัวมี TMU สองตัว ส่วนที่เหลือของ pipeline จะจัดการเรื่องต่างๆ เช่น ความลึกและการผสมสี

การ์ดจอ ATI Radeon 9700 เป็นรุ่นแรกที่แหวกแนวนี้ โดยการแยกหน่วยประมวลผล Vertex Shader ออกจากหน่วยประมวลผล Pixel Shader GPU R300 ที่ใช้ใน Radeon 9700 มี Vertex Shader แบบ Global สี่ตัว แต่แบ่งส่วนการประมวลผล Rendering ที่เหลือออกเป็นสองส่วน (เรียกได้ว่าเป็นแบบ Dual Core) แต่ละส่วนเรียกว่า Quad ซึ่งแต่ละส่วนจะมี Pixel Shader สี่ตัว, TMU สี่ตัว และ ROP สี่ตัว

บางหน่วยถูกใช้งานมากกว่าหน่วยอื่นๆ และเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของโปรเซสเซอร์ พวกเขาจึงพยายามหา "จุดที่เหมาะสมที่สุด" ในจำนวนหน่วยที่จำเป็นเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุดโดยไม่ต้องใช้ซิลิคอนส่วนเกิน ในสถาปัตยกรรมนี้ ชื่อ "pixel pipeline" จึงหมดความหมายไป เนื่องจากโปรเซสเซอร์พิกเซลไม่ได้เชื่อมต่อกับ TMU เดียวอีกต่อไป

เชเดอร์เวอร์เท็กซ์ถูกแยกส่วนมานานแล้ว เริ่มตั้งแต่รุ่น R300 แต่เชเดอร์พิกเซลนั้นทำได้ยากกว่า เนื่องจากต้องใช้ข้อมูลสี (เช่น ตัวอย่างพื้นผิว) ในการทำงาน และด้วยเหตุนี้จึงจำเป็นต้องเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับ TMU

การเชื่อมต่อดังกล่าวนี้ยังคงมีอยู่จนถึงทุกวันนี้ โดยที่เอนจินประมวลผลเชเดอร์ ซึ่งประกอบด้วยหน่วยที่สามารถประมวลผลข้อมูลเวอร์เท็กซ์หรือพิกเซลได้นั้น จะเชื่อมต่ออย่างแน่นหนากับ TMU แต่มีตัวส่งผ่านสัญญาณครอสบาร์อยู่ระหว่างเอาต์พุตของมันกับกลุ่ม ROPs

Render Output Pipeline เป็นคำที่ใช้กันมาแต่เดิม และมักเรียกกันว่าRender Output Unitหน้าที่ของมันคือการควบคุมการสุ่มตัวอย่างพิกเซล (แต่ละพิกเซลเป็นจุดที่ไม่มีมิติ) ดังนั้นจึงควบคุมการลดรอยหยัก (Antialiasing ) ซึ่งเป็นการรวมตัวอย่างมากกว่าหนึ่งตัวอย่างเข้าเป็นพิกเซลเดียว ข้อมูลทั้งหมดที่แสดงผลจะต้องเดินทางผ่าน ROP เพื่อเขียนลงในเฟรมบัฟเฟอร์จากนั้นจึงส่งไปยังจอแสดงผลได้

ดังนั้น ROP จึงเป็นส่วนที่ประมวลผลเอาต์พut ของ GPU มาประกอบเป็นภาพบิตแมปพร้อมสำหรับการแสดงผล

ในGPGPUนั้นสามารถใช้แผนที่พื้นผิว ใน 1, 2 หรือ 3 มิติเพื่อจัดเก็บข้อมูลใดๆ ก็ได้ โดยการใช้ การประมาณค่า แบบสอดแทรก (interpolation ) หน่วยการแมปพื้นผิวจะให้วิธีการที่สะดวกในการประมาณค่าฟังก์ชันใดๆ ด้วยตารางข้อมูล

• หน่วยปฏิบัติการ

• "เรขาคณิตเชิงอนุพันธ์ของการแมปพื้นผิวและการแรเงา"