ビデオカード、或いはVRAM

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VRAM(ビデオラム)は、画面表示用の画像情報を記憶するメモリ。
ビデオカードはVRAM、グラフィックアクセラレータ等、画面表示機能を一枚のカードに搭載したもの。


■ 画面表示用メモリ

■リフレッシュ、リフレッシュレート、フレーム

CRTモニタ(ブラウン管モニタ)は、表示を維持する為に、眼で認識できない程度の速さで常に書き換えられています。 これをリフレッシュと言い、1秒間に何回書き換えるか、と言う値をリフレッシュレートと言います。(通常リフレッシュレートは30〜60Hz以上 )
一回のリフレッシュで形成される画面を「フレーム」と言います。

■フレームバッファ

「バッファメモリ」の項で述べましたが、バッファとは、CPUと接続デバイス間の処理速度の違いを緩衝する為の、中間メモリです。
バッファの内、画面表示についての画像データを保存しておくメモリ領域を「フレームバッファ」と言います。 フレームメモリ、リフレッシュメモリとも言います。 ビデオRAM(VRAM)、ビデオカードは、フレームバッファです。

■VRAMの容量と画面表示

この章(パソコンシステム)の冒頭に、「パソコンの3点セット」と言うことで、CPU、メモリ、ハードディスクを挙げ、VRAMを除きました。かってはVRAMも、もう少し位置づけが高く、4点セットと呼ばれていたような気がします。
徐々にその位が下がって来たのは、次の様な理由が有ると思います。

つまりメモリの価格が下がり、最初から特に不足無いだけのビデオメモリが搭載されて販売されているからです。
私が最初のパソコンを買った1998年頃、大方のパソコンはVRAMが4メガバイト位でした。 私のもそうでした。 2メガと言う機種も有りました。4メガだと、17インチモードでフルカラー表示できますが、21インチモードでは出来ません。

その頃は、VRAMも高価で、増設するか表示のレベルを我慢するかは結構深刻な問題でした。 つまりそれだけ大きな問題だったのです。
今、出回っているパソコンのVRAMは、最低でも64メガは積まれてるでしょう。124メガ、256メガなんて言うのも普通になっています。

16メガ有れば、21インチモードでも十分にフルカラー表示できることになっています。
ですからVRAMについて、全く意識せず(知らずに)パソコンを購入しても 通常では問題ありません。 問題が出て来るような使い方をしている人は、この「講座」など、とっくに 卒業済みの人です。

パソコン画面 24ビット表示

CRT画面(フレーム)は小さな画素(ピクセル)の集合です。
総ピクセル数は画面表示モードによって変わります。 800×600、1280×1024、1600×1200等など。
最近は24インチ・1920×1200、30インチ・2560×1600 等のディスプレーもでています。

800×600表示では、フレーム内総ピクセル数は480000になります。
フルカラー表示の場合、1ピクセル当たり24ビット(3バイト)のメモリを必要とし、ハイカラー(6万5千色)の場合、1ピクセル当たり16ビット(2バイト)必要とします。

「カラー深度」参照

パソコン画面 16ビット表示

つまりフレーム表示に必要なVRAMは、フルカラーで1.44メガバイト
ハイカラーで、丁度1メガバイトと言うことになります。

同じ様に、1280×1024表示では総ピクセル数は1310720個ですから フルカラー、約3.9メガバイト、ハイカラー、約2.6メガバイト必要になります。
つまり、VRAM2メガ搭載の場合、1280×1024モードで、6万5千色の表示は出来るが、フルカラー(1670万色)表示は出来ない、と言うことになります。
図は、同じ画像を24ビットと16ビットで表示した例です。(上、24ビット, 下、16ビット)

 

■高機能グラフィックカード

上記で、16メガ有れば、21インチモードでも十分にフルカラー表示でき、それで不足を感ずる人はこの講座などとっくに卒業済みの人だ、と書きました。
しかし実際には今、128、256メガなどのビデオカードが普通に搭載されています。
16メガでは不足だ、と言う場合の事情を書いて見ます。

主に3D、つまり立体画像を扱う使い方をしている場合です。特に最近のゲームを快適に楽しむ為には、それ相応のビデオメモリーを積んだグラフィックカードが必要になります。

VRAM或いはグラフィックカードの当初の目的は、2Dつまり上図のような平面画像をいかに綺麗に高速に表示するか、と言うことでした。そしてその為には16メガ有れば、まあ何とか事足りたのです。

■CG動画、或いは3Dゲーム等

CGの動画、特に3Dのゲーム等を、スムーズな動きでストレス無く表示するには、予め複数枚のイメージを用意しそれを順次切り替えて表示する必要が有ります。つまり静止画を高解像度で表示する、だけの機能では追いつきません。
その為多大なビデオメモリが要求され、それに対応したグラフィックカードが提供されている、と言うことです。

■マザーボードとの関係

なお、これら3Dグラフィックカードは、それを搭載するマザーボード(CPU、メモリ等パソコンのあらゆるユニットを配置し、配線してある基盤、つまり中枢神経系に当たる部分)が、それに対応していなければなりません。

昨今のマザーボードには、グラフィック専用のバス(信号の伝導路)が設置されている物も有ります。これは、AGP(Accelerated Graphics Port)と言います。
従来グラフィックカードはPCIバスに接続していました。しかしPCIバスは他のデバイスと共有である為、多くのデバイスを使っている場合、グラフィック表示のパフォーマンスが低下すると言う問題が有ります。
又、PCIに比べAGPは、バス幅(信号の通り道の幅)、クロック周波数共に引き上げられていて、その点でもパフォーマンスの向上が図られています。

いずれにしても、若し新たに3Dグラフィックカードを購入する場合は、マザーボードがそれに対応しているかどうか確認する必要が有ります。


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