3.2. Відеопам'ять

Крім шини даних другого вузьке місце будь-якого відеоадаптера - це пропускна спроможність ( англ. bandwidth ) Пам'яті самого відеоадаптера. Причому, спочатку проблема виникла навіть не стільки через швидкості обробки відеоданих (це зараз часто стоїть проблема інформаційного "голоду" відеоконтролера, коли він дані обробляє швидше, ніж встигає їх читати / писати з / в відеопам'ять), скільки через необхідність доступу до них з боку відеопроцесора, центрального процесора і RAMDAC'а. Справа в тому, що при високій роздільній здатності і великій глибині кольору для відображення сторінки екрану на моніторі необхідно прочитати всі ці дані з відеопам'яті і перетворити в аналоговий сигнал, який і піде на монітор, стільки разів у секунду, скільки кадрів в секунду показує монітор. Візьмемо обсяг однієї сторінки екрану при дозволі 1024x768 точок і глибині кольору 24 біт (True Color), це становить 2,25 МБ. При частоті кадрів 75 Гц необхідно зчитувати цю сторінку з пам'яті відеоадаптера 75 разів в секунду (зчитуються пікселі передаються в RAMDAC, і він перетворює цифрові дані про колір піксела в аналоговий сигнал, що надходить на монітор), причому, ні затриматися, ані пропустити піксел не можна, отже, номінально потребная пропускна здатність відеопам'яті для даного дозволу становить приблизно 170 МБ / с, і це без урахування того, що необхідно і самому видеоконтроллеру писати і читати дані з цієї пам'яті. Для дозволу 1600x1200x32 біт при тій же частоті кадрів 75 Гц, номінально потребная пропускна складає вже 550 МБ / с. Для порівняння, процесор Pentium-2 мав пікову швидкість роботи з пам'яттю 528 МБ / с. Проблему можна було вирішувати двояко - або використовувати спеціальні типи пам'яті, які дозволяють одночасно двом пристроям читати з неї, або ставити дуже швидку пам'ять. Про типи пам'яті і піде мова нижче.

• FPM DRAM (Fast Page Mode Dynamic RAM - динамічне ОЗП з швидким сторінковим доступом) - основний тип відеопам'яті, ідентичний використовуваної в системних платах. Використовує асинхронний доступ, при якому керуючі сигнали не прив'язані жорстко до тактовій частоті системи. Активно застосовувався приблизно до 1996 р.

• VRAM (Video RAM - відео ОЗУ) - так звана двопортова DRAM. Цей тип пам'яті забезпечує доступ до даних з боку відразу двох пристроїв, тобто є можливість одночасно писати дані в будь-яку комірку пам'яті, і одночасно з цим читати дані з якої-небудь сусідньої комірки. За рахунок цього дозволяє поєднувати у часі виведення зображення на екран і його обробку в відеопам'яті, що скорочує затримки при доступі і збільшує швидкість роботи. Тобто RAMDAC може вільно виводити на екран монітора раз за разом екранний буфер, нітрохи не заважаючи видеопроцессору здійснювати будь-які маніпуляції з даними. Але це все та ж DRAM і швидкість у неї не дуже висока.

• WRAM (Window RAM) - варіант VRAM, зі збільшеною на ~ 25% пропускною здатністю і підтримкою деяких часто вживаних функцій, таких як отрісовка шрифтів, переміщення блоків зображення і т. п. Застосовується практично тільки на акселераторах фірми Matrox і Number Nine, оскільки вимагає спеціальних методів доступу та обробки даних. Наявність всього одного виробника даного типу пам'яті ( Samsung) сильно скоротило можливості її використання. Відеоадаптери, побудовані з використанням даного типу пам'яті, не мають тенденції до падіння продуктивності при встановленні великих дозволів і частот оновлення екрану, на однопортової ж пам'яті в таких випадках RAMDAC все більший час займає шину доступу до відеопам'яті і продуктивність відеоадаптера може сильно впасти.

• EDO DRAM (Extended Data Out DRAM - динамічне ОЗП з розширеним часом утримання даних на виході) - тип пам'яті з елементами конвейеризації, що дозволяє трохи прискорити обмін блоками даних з відеопам'яттю приблизно на 25%.

• SDRAM (Synchronous Dynamic RAM - синхронне динамічне ОЗП) прийшов на заміну EDO DRAM і інших асинхронних Однопортова типів пам'яті. Після того, як вироблено перше читання з пам'яті або перший запис в пам'ять, наступні операції читання або запису відбуваються з нульовими затримками. Цим досягається максимально можлива швидкість читання і запису даних.

• DDR SDRAM (Double Data Rate) - варіант SDRAM з передачею даних по двох зрізах сигналу, одержуємо в результаті подвоєння швидкості роботи. Подальший розвиток поки відбувається у вигляді чергового ущільнення числа пакетів в одному такті шини - DDR2 SDRAM (GDDR2), DDR3 SDRAM (GDDR3) і т. д.

• SGRAM (Synchronous Graphics RAM - синхронне графічне ОЗУ) варіант DRAM з синхронним доступом. В принципі, робота SGRAM повністю аналогічна SDRAM, але додатково підтримуються ще деякі специфічні функції, типу блокової і масочной запису. На відміну від VRAM і WRAM, SGRAM є однопортової, однак може відкривати дві сторінки пам'яті як одну, емуліруя двухпортовий інших типів відеопам'яті.

• MDRAM (Multibank DRAM - многобанковое ОЗУ) - варіант DRAM, розроблений фірмою MoSys, організований у вигляді безлічі незалежних банків обсягом по 32 КІБ кожен, що працюють у конвеєрному режимі.

• RDRAM (RAMBus DRAM) - пам'ять, що використовує спеціальний канал передачі даних (Rambus Channel), що представляє собою шину даних шириною в один байт. По цьому каналу вдається передавати інформацію дуже великими потоками, найвища швидкість передачі даних для одного каналу на сьогоднішній момент складає 1600 МБ / с (частота 800 МГц, дані передаються по обох зрізах імпульсу). На один такий канал можна підключити декілька чіпів пам'яті. Контролер цієї пам'яті працює з одним каналом Rambus, на одній мікросхемі логіки можна розмістити чотири таких контролера, отже теоретично можна підтримувати до 4 таких каналів, забезпечуючи максимальну пропускну спроможність у 6,4 ГБ / с. Мінус цієї пам'яті - потрібно читати інформацію великими блоками, інакше її продуктивність різко падає.

В даний час

Тип	Ефективна частота пам'яті, МГц	Пікова швидкість передачі даних (Пропускна здатність), ГБ / с [Джерело не вказано 342 дні]
DDR	166 - 950	1.2 - 30.4 (?)
DDR2	400 - 2400	3,2 - 9,6
GDDR3	700 - 2400	5.6 - 156.6
GDDR4	2000 - 3600	128 - 200
GDDR5	900 - 5700	130 - 320

Об'єм пам'яті великої кількості сучасних відеокарт варіюється від 33 МБ (напр. Matrox G550) ^[1] до 6 ГБ (напр. NVIDIA Quadro 6000). ^[2] Оскільки доступ до відеопам'яті GPU і іншими електронним компонентами повинен забезпечувати бажану високу продуктивність всієї графічної підсистеми в цілому, використовуються спеціалізовані високошвидкісні типи пам'яті, такі як SGRAM, двупортовий ( англ. dual-port ) VRAM, WRAM, інші. Приблизно з 2003 року, відеопам'ять, як правило, базувалася на основі DDR технології пам'яті SDRAM, з подвоєною ефективною частотою (передача даних синхронізується не тільки по наростаючому фронті тактового сигналу, але і ниспадающему). І надалі DDR2, GDDR3, GDDR4 і GDDR5. Пікова швидкість передачі даних (пропускну здатність) пам'яті сучасних відеокарт сягає 327 ГБ / з (напр. в NVIDIA GeForce GTX 580 або 320 ГБ / с у AMD Radeon HD 6990). ^{[3] [4]}

Відеопам'ять використовується для тимчасового збереження, крім безпосередньо даних зображення, та інші: текстури, шейдери, вершинні буфери (en: vertex buffer objects, VBO), Z-буфер (віддаленість елементів зображення в 3D графіці), і тому подібні дані графічної підсистеми (за винятком, по більшій частині даних Video BIOS, внутрішньої пам'яті графічного процесора і т. п.) і коди.