而在DirectX 10中引入了统一渲染架，通过一个整合Vertex Shader、 Pixel Shader的可编程整合光影处理器来完成目前Vertex Shader、Pixel Shader所有的工作。所谓统一渲染架构，最容易的理解方式就是Shader单元不再分离，显示核心不再为Shader类型不同而配置不同类型的Shader单元，对于主流的显示核心，Pixel Shader单元以及vertex Shader单元的概念都应该已经非常熟悉了，而在统一渲染架构中这两种Shader单元将不再分离，转而所有的Shader单元都可以为需要处理的数据进行处理，不管和是Pixel Shader数据还是Vertex Shader数据。
而调配哪几组Shader单元负责处理什么数据或者进行什么样子类型的计算，则由一个被称为small sets of instructions(SSI)的部分来控制。这样在硬件上，设计者就无需为不同的着色引擎设计不同的执行单元，只要按照所对应的接口以及操作方式全部融为一体，仅设置一种独立的Shader执行单元。这意味着GPU厂家可以用更小的核心来实现现在需要用8000万甚至更多晶体管才能实现的功能！
相比原先的Shader Model 3.0，Shader Model 4.0最大指令数从512条增加到了64000条;临时暂存器数量也从原先的32个增加到惊人的4096个;允许同时对128个Texture进行操作(Shader Model 3.0只允许16个);材质texture格式变为硬件支持的RGBE格式，其中的"E"是Exponent的省略，是RGB共同的说明，这在HDR的处理上有很大的作用，摒弃了以往需要专门decoding处理HDR渲染的流程。 另外，对于纹理的尺寸Shader Model4.0也有惊人的提升，8192x8192的最高纹理分辩率比原先最高2048x2048的分辩率要高出4倍。G80图形核心对以上规格都给予了完整的硬件支持。
