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Video Graphics ArrayVGAを搭載したIBM PS/2 Display Adapter
発売日1987年4月 (37年前) (1987-04)
歴史
前身Enhanced Graphics Adapter (EGA)
後継Extended Graphics Array (XGA)

Video Graphics Array（ビデオ グラフィックス アレイ、略称:VGA）は、IBMがEGAの後継として、1987年に発表した表示回路規格である。代表的な表示モードに 640×480 ピクセル・16色がある。転じて、640×480 ピクセルの画面解像度を俗に「VGA」と呼ぶようにもなった。
歴史

1987年にIBMのパーソナルコンピューターであるIBM PS/2に初めて搭載された。PS/2ではマザーボード上に搭載されていたが、その後、PC/AT用にATバス用VGAカードも発売された。各社のPC/AT互換機でも、VGAおよびSVGA（VGA上位互換の表示回路規格の総称）が普及し、事実上の標準となった。
機能VGAグラフィック 解像度640×480×16色VGAグラフィック 解像度320×200×256色

VGAは英数テキストモードおよびAPA（All Points Addressable、全点アドレス割り当て可能）グラフィックモードをサポートする。
グラフィックモード

標準のグラフィックモードは次の4つが存在する。このうち、640×480の縦横比は当時のテレビの縦横比に近く、マルチメディアを想定した設計と言われている。

640×480ドット、16色またはモノクロ[1]。（後者はIBM MCGA規格と同等。）

640×350または640×200ドット16色またはモノクロ（EGA互換モード）

320×200ドット、4色または16色

320×200ドット、256色（モード13h）

640×480ドット16色および320×200ドット256色モードは完全に再定義可能なパレットを持ち、それぞれ18ビット（262,144色）のRGBテーブルから色を選択する。もっとも、高解像度モードはMicrosoft Windows上の固定パレットでの使用をきっかけに一般化した[注 1]。他のカラーモードはEGAまたはCGA互換のパレット（プログラム用に64色テーブルから16色EGAパレットを再定義する機能を含む）に準じるが、VGA特有のプログラム手法を用いることで再定義することも可能である。

今日ではCGA/EGAとの互換機能は忘れ去られ、変換アダプタが用途不明の商品として出回っていたこともある[2]。なお、規格制定者の意図は不明だが9ピンのVGA端子とCGA/EGAはピンアサインが異なり変換アダプタも相互利用は出来ない[3]。
テキストモード

80字×25行、9×16ドットフォント、有効解像度は720×400ドット、16色またはモノクロ。後者は旧来のMDAベースのアプリケーションと互換性がある。

40字×25行、同じフォントサイズを持ち、有効解像度は360×400ドット。

80字×43行、80字×50行（8×8ドットフォント）16色、有効解像度は640×344（EGA互換）または640×400ドット。

この他にも画面解像度や画面モードをカスタマイズすることで様々な表示モードの画面信号を生成できる。
技術詳細PS/55のVGAとその周辺回路
回路設計

VGAの"A"は従来の"adapter"に代わって"array"を指しており、初めからシングルチップ（ASIC）として実装された。これはMotorola 6845ビデオアドレス発生器だけでなくMDA、CGAおよびEGAのフルサイズISAボードの機能をカバーするいくつものディスクリート論理チップを置き換えるものであった。このシングルチップ実装によってVGA機能は、ビデオメモリ、タイミング発生器（クロック発振器）、外部RAMDACだけ用意すれば、PC本体のマザーボードに最小限の労力で搭載することができ、部品点数が減ったことで信頼性も向上した[4]。その結果、最初のIBM PS/2モデルはマザーボード上にVGAが搭載された。これは、全てのIBM PCデスクトップモデル（PC、PC/XT、PC/AT）がモニターに接続するためにディスプレイアダプターをスロットに装着する必要があったことに比べると、対照的であった。
仕様VGAと他の標準解像度との比較

オリジナルのVGAの仕様は次の通りである。

256KBのビデオメモリ（初期のVGAカードは64KB、128KBのRAMを搭載し、いくつか、または全ての高解像度16色モードが省略された。）

16色および256色パレットの表示モード

262,144色グローバルパレット（赤・緑・青各色が6ビット・64階層のRAMDACを使用）

25.175MHz[5]または28.322MHzから選択可能なマスターピクセルクロック

通常の水平同期周波数は31.469kHz固定

最大800水平ピクセル[6]

最大600垂直ライン[6]

最高70Hz[7]のリフレッシュレート（垂直同期）

垂直ブランク割り込み（全ての互換カードがサポートしているわけではない。）

プレーンモード、最高16色（4ビットプレーン）

パックドピクセルモード、256色（モード13h）

ハードウェアスムーススクロールサポート

ハードウェアスプライトは非搭載

ブリッターは非搭載だが、VGAラッチレジスタによる高速データ転送をサポート

いくつかの"Raster Ops"をサポート

バレルシフタをサポート

分割画面をサポート

0.7Vピーク電圧幅[8]

75Ω二重終端インピーダンス

標準モードと同様に、VGAはそれまでのEGA、CGA、MDAの様々なモードをエミュレートするよう設定することができる。互換性はBIOSレベルで完全に持っているが、レジスタレベルでもなお高い互換性を持っている。VGAはIBM PCjrまたはHerculesの特殊な表示モードとは（解像度・色・リフレッシュレート・メモリが十分であっても）直接の互換性はなく、これらのモードのエミュレーションはソフトウェアによって代替された。
信号タイミング

VGAの水平同期周波数の標準値はNTSC-M表示システムで使われている数値のちょうど2倍である。これはVGAの開発時点ではオプションのテレビ出力機構やVGA-TV変換ボックスの提供を容易にする意図があった。VGA水平同期周波数の公式は (60 ÷ 1001) × 525 kHz = 4500 ÷ 143 kHz ? 31.4685 kHz。VGAカードで使われる全ての他の周波数はこの値の整数倍または分周数で供給される。水晶振動子の精度の限界により、実際のカードはこれより若干高く、あるいは低くなる。

全てのVGA供給タイミング（つまり、25.2MHzまたは28.3MHzのマスタクロックと31.5kHzの水平レートを使用するもの）はVGAファームウェアインターフェースを介さずにVGAハードウェアに直接アクセスすることで、ソフトウェアによって幅広く変化させることができた。多くのMS-DOSベースのゲームソフトがこれを行っていた。しかし、標準モードのみ、または最低でも標準モードの一つと同じ水平同期・垂直同期タイミングを使用しているモードのみが、1980年代後期から1990年代前期のオリジナルのVGAモニターで動作すると保証されていた。他のタイミングを使用すると、そのモニターに損傷を与える恐れがあり、故に基本的にソフトウェアメーカーはこれを避けていた。後のマルチシンクCRTモニターはより柔軟で、SVGAグラフィックカードとの組み合わせによって、完全に任意の同期周波数とピクセルクロック周波数でより幅広い解像度やリフレッシュレートを表示することができた[注 2]。

最も一般的なVGAモード（640x480ドット、60Hzノンインターレース）について、水平同期タイミングは次のようになっている。[9][10]

パラメーター値単位
ピクセルクロック周波数25.175MHz[11]