Видео RAM (двухпортовая DRAM) - Video RAM (dual-ported DRAM)

Видео RAM, или же VRAM, это двухпортовый вариант динамическое ОЗУ (DRAM), который когда-то обычно использовался для хранения кадровый буфер в графические адаптеры. Обратите внимание, что большинство компьютеров и игровых консолей не используют эту форму памяти, и двухпортовую VRAM не следует путать с другими формами видеопамяти.

Видеопамять Samsung Electronics

Он был изобретен Ф. Диллом, Д. Лингом и Р. Матиком в IBM Research в 1980 г. с патентом, выданным в 1985 г. (Патент США 4541075).^[1] Первое коммерческое использование VRAM было в графическом адаптере высокого разрешения, представленном IBM в 1986 году для своего RT ПК система, которая установила новый стандарт для графических дисплеев. До разработки VRAM двухпортовая память была довольно дорогой, что ограничивало использование растровой графики с более высоким разрешением для высокопроизводительных рабочих станций. VRAM улучшила общую пропускную способность кадрового буфера, что позволило получить недорогую высокоскоростную цветную графику с высоким разрешением. Современные операционные системы, основанные на графическом интерфейсе пользователя, извлекли из этого выгоду и, таким образом, предоставили ключевой компонент для распространения графический пользовательский интерфейс (GUI) по всему миру в то время.

VRAM имеет два набора контактов вывода данных и, следовательно, два порта, которые можно использовать одновременно. Первый порт, порт DRAM, доступен хост-компьютеру аналогично традиционному DRAM. Второй порт, видеопорт, обычно предназначен только для чтения и предназначен для обеспечения последовательного канала данных с высокой пропускной способностью для графического набора микросхем.^[2]

Типичные массивы DRAM обычно обращаются к полному ряду битов (то есть к словарной строке) длиной до 1024 бит за один раз, но используют только один или несколько из них для фактических данных, а остальные отбрасываются. Поскольку ячейки DRAM считываются деструктивно, каждая строка, к которой осуществляется доступ, должна быть обнаружена и перезаписана. Таким образом, обычно используются 1024 усилителя считывания. VRAM работает, не отбрасывая лишние биты, к которым необходимо получить доступ, а просто полностью их использует. Если каждая строка горизонтальной развертки дисплея отображается на полное слово, то после считывания одного слова и фиксации всех 1024 битов в отдельном буфере строки эти биты впоследствии могут быть последовательно переданы в схему дисплея. Это оставит доступ к массиву DRAM свободным для доступа (чтения или записи) в течение многих циклов, пока буфер строки не будет почти исчерпан. Полный цикл чтения DRAM требуется только для заполнения буфера строки, оставляя большинство циклов DRAM доступными для обычного доступа.

Такая операция описана в статье Р. Матика, Д. Линга, С. Гупты и Ф. Дилла «Все точки адресуемой памяти растрового дисплея», IBM Journal of R&D, Vol 28, No. 4, July 1984, pp. 379–393. Чтобы использовать видеопорт, контроллер сначала использует порт DRAM для выбора строки массива памяти, который должен отображаться. VRAM затем копирует всю эту строку во внутренний буфер строк, который является регистр сдвига. Затем контроллер может продолжать использовать порт DRAM для рисования объектов на дисплее. Между тем, контроллер подает часы, называемые сдвигать часы (SCLK) к видеопорту VRAM. Каждый импульс SCLK заставляет VRAM доставлять следующий бит данных, в строгом адресном порядке, от регистра сдвига к видеопорту. Для простоты графический адаптер обычно проектируется так, что содержимое строки и, следовательно, содержимое регистра сдвига соответствует полной горизонтальной линии на дисплее.

В течение 1990-х годов во многих графических подсистемах использовалась VRAM, причем количество мегабит считалось аргументом в пользу продажи. В конце 1990-х гг. синхронная DRAM технологии постепенно стали доступными, плотными и достаточно быстрыми, чтобы вытеснить VRAM, хотя она только однопортовая и требует больших накладных расходов. Тем не менее, многие концепции VRAM внутренней буферизации и организации на кристалле были использованы и улучшены в современных графических адаптерах.

Рекомендации

1. Патент US4541075, получено 2017-06-07
2. SM55161A 262144 × 16-битная таблица данных VRAM (PDF), Austin Semiconductor, получено 2009-03-02