Видео RAM ( двухпортовая DRAM)

Видеопамять или VRAM - это вариант с двумя портами из динамического ОЗУ (DRAM), которое когда-то обычно использовалось для хранения буфера кадра в графических адаптерах. Обратите внимание, что большинство компьютеров и игровых консолей не используют эту форму памяти, и двухпортовую видеопамять не следует путать с другими формами видеопамяти.

Он был изобретен Ф. Диллом, Д. Лингом и Р. Матиком в IBM Research в 1980 году с патентом, выданным в 1985 году (патент США 4541075). Первое коммерческое использование VRAM было в графическом адаптере высокого разрешения, представленном IBM в 1986 году для своей системы RT PC, 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 на основе графического пользовательского интерфейса извлекли выгоду из этого и, таким образом, обеспечили ключевой компонент для распространения графических пользовательских интерфейсов (GUI) во всем мире 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 традиционной DRAM. Второй порт, видеопорт, обычно предназначен только для чтения и предназначен для обеспечения высокопроизводительного сериализованного канала данных для графического набора микросхем.

Типичные массивы DRAM обычно обращаются ко всей строке битов (т. Е. К слову line) до 1024 битов одновременно, но использовать 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. Матик, Д. Линг, С. Гупта и Ф. Дилл, IBM Journal of RD, том 28, № 4, «Адресуемая память растровых изображений для всех точек»., Июль 1984 г., стр. 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 представляет собой сдвиговый регистр . Затем контроллер может продолжать использовать порт DRAM для рисования объектов на дисплее. Между тем, контроллер подает часы, называемые тактовыми импульсами (SCLK), на видеопорт VRAM. Каждый импульс SCLK заставляет VRAM доставлять следующий бит данных в строгом адресном порядке из регистра сдвига в видеопорт. 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 многие графические подсистемы использовали VRAM, при этом количество мегабит считалось преимуществом. В конце 1990-х годов технологии синхронной DRAM постепенно стали доступными, плотными и достаточно быстрыми, чтобы вытеснить VRAM, даже несмотря на то, что она 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.