La scheda video è la scheda che invia al monitor il segnale di visualizzazione.Tra le caratteristiche principali di una scheda video, la primaria è relativa al tipo di BUS (o canale di comunicazione) che adotta. Un BUS è un insieme di linee elettriche utilizzate all'interno o all'esterno di un computer per mettere in comunicazione tra loro e con il computer stesso dispositivi elettronici che debbano scambiare dati in formato binario. La parola è l'abbreviazione del termine latino omnibus (= per tutti) e, come nei veicoli di trasporto pubblico, lascia intendere che tutte le apparecchiature presenti sul bus ricevono gli stessi impulsi elettrici, utilizzati però solo dall'apparecchiatura a cui sono destinati. Affinché siano riconoscibili, questi impulsi che veicolano informazioni devono essere comunque accompagnati da “indirizzi” che identifichino il mittente ed il destinatario.

Per ciò che riguarda le schede grafiche abbiamo due tipi di BUS principali: PCI e AGP. Il PCI (Peripheral Component Interconnect - bus di connessione dei componenti periferici) [pronunciato "p-si-ai"], è un bus locale a 32/64 bit per PC che fornisce una connessione ad alta velocità tra CPU e schede di espansione. Viene chiamato bus locale perché si collega direttamente alla CPU lavorando alla stessa velocità di quest'ultima. La velocità massima consentita nella prima versione di PCI è di 133 MByte per secondo se si usano schede di espansione a 32 bit (quelle più comuni), e di 266 MByte per secondo se si impiegano schede di espansione con connettori a 64 bit. La frequenza di lavoro del bus è proporzionata alla frequenza interna di funzionamento del processore. Il valore massimo previsto al momento è di 33 MHz. Ogni computer dispone almeno di tre connettori PCI che, a volte, coesistono con connettori ISA oppure EISA. Il numero delle periferiche PCI ammesse dallo standard è 8, ma in media i vari pc non hanno mai più di 3 o 4 connettori di questo tipo. In futuro questo limite dovrebbe essere portato a 32.

L’AGP (Accelerated Graphics Port - porta grafica accelerata) segue, invece, una tecnologia resa disponibile da Intel alla fine del 1997 che consente una comunicazione veloce e diretta tra l'acceleratore grafico e la RAM di sistema, al fine di utilizzare una porzione di quest'ultima per contenere informazioni video. Diventa una soluzione interessante nei giochi e negli altri programmi dove, le informazioni da visualizzare sullo schermo, sono tante ed eccedono la capacità della memoria video in dotazione. In questo caso, la presenza della connessione AGP, permette di visualizzare immagini complesse e riccamente colorate senza perdere sensibilmente in velocità e senza acquistare costosa memoria video dedicata unicamente all'acceleratore grafico. Inoltre, quando non viene utilizzata per i giochi o altre funzioni video particolari, la RAM torna ad essere pienamente disponibile per le normali applicazioni. L'AGP non è un bus, ma una connessione “punto a punto” e non può quindi essere collegato ad altri dispositivi pur essendo il suo progetto partito dalle specifiche del bus PCI, estese per consentire maggiore velocità. Essendoci segnali aggiuntivi rispetto al PCI, le specifiche meccaniche ed elettriche di una scheda AGP richiedono un connettore particolare sulla scheda madre; la connessione AGP funziona a 66 MHz con 32 bit.

Ma un po’ di storia non guasta mai... la concezione dell'AGP da parte di Intel risale all'inizio del 1996 a fronte della previsione che le applicazioni che visualizzano scenari 3D si sarebbero trovate davanti a un collo di bottiglia dovuto alla insufficiente banda passante del bus PCI (132 MByte al secondo teorici). La ricchezza e la verosimiglianza di una scena 3D sintetica, infatti, viene raggiunta sia attraverso la risoluzione e il numero di colori sia, soprattutto, attraverso le texture, cioè le immagini bitmap che rivestono gli elementi della scena (poligoni) simulando il tipo di materiale, la consistenza e la finitura delle superfici e degli oggetti. Quindi maggiore è il numero di poligoni in cui sono scomposte le superfici e più accurate e sofisticate sono le texture, e maggiormente la scena appare realistica. Ecco quindi che, a un certo, punto non bastano più le poche centinaia di KByte o i pochi MByte che nella memoria della scheda grafica, possono essere riservati alle texture. Né si può ogni volta leggerli da disco in memoria e, attraverso il processore, recapitarli alla scheda grafica, perché questa strada sarebbe troppo lenta per avere un'animazione continua sullo schermo.

Occorre inoltre dire che anche le schede video sono dotate di memoria RAM che utilizzano per gestire colori, risoluzioni e texture: generalmente la RAM montata sulle schede video è di tipo SDRAM (Synchronous DRAM - memoria dinamica ad accesso casuale sincrona), ovvero una versione particolarmente veloce della RAM per pesonal computer. Questa, usa una fonte di sincronizzazione esterna per semplificare e velocizzare gli scambi di dati con il processore. La caratteristica fondamentale della Synchronous DRAM è di sincronizzare tutte le operazioni con il segnale di clock proveniente dal processore, tipicamente 66 MHz oppure 100 MHz. Altra caratteristica molto importante nelle schede grafiche, è la RISOLUZIONE: essa identifica il numero di elementi, punti di stampa (dot) oppure pixel, che sono contenuti su una linea orizzontale e verticale.

Così le schede grafiche che seguono lo standard VGA (Video Graphics Array - matrice grafica video) hanno una risoluzione di 640 x 480 punti con massimo di 16 colori. Dall'arrivo delle schede grafiche di tipo VGA, le schede hanno inviato al monitor segnali analogici (a variazione continua) che si traducono molto più facilmente e con maggiore precisione in spostamenti del pennello elettronico che disegna immagini e caratteri sullo schermo. In questo modo è possibile aumentare la risoluzione e il numero di colori visualizzato, senza modificare drasticamente la tecnologia. Altra caratteristica molto importante per una scheda video, è il RAMDAC (Random Access Memory-Digital to Analog Converter - convertitore digitale-analogico con memoria ad accesso casuale), un particolare chip montato su tutte le schede video VGA e SuperVGA che memorizza al proprio interno la palette di colori e converte i segnali digitali provenienti dal computer in segnali analogici adatti a pilotare lo schermo. Dalla frequenza di lavoro del RAMDAC (misurata in MHz), dipende la frequenza di scansione verticale, ovvero la velocità con cui il pennello elettronico esegue la scansione dell'intero schermo. L'immagine viene generata punto per punto durante questa scansione e risulterà più stabile e nitida al crescere della frequenza. La frequenza di scansione verticale cambia a seconda della risoluzione a cui si sta lavorando, poiché aumenta il numero di linee che devono essere tracciate.