У ряді практичних завдань вигіднішим виявляється використання спеціалізованої архітектури ОЗП, де стандартні функції (запис, зберігання, зчитування) поєднуються з деякими додатковими можливостями або враховують особливості застосування пам'яті. Такі види ОЗП називають спеціалізованими і до них відносять: 

• пам'ять для відеоадаптерів; 

• пам'ять з множинним доступом (багатопортові ОЗП);

• пам'ять типу черги (ОЗП типу FIFO). 

Два останні типи відносяться до статичних ОЗП.

31.1  Оперативні  запам'ятовуючі  пристрої для  відеокарт (відеопам'ять)

Використання пам'яті в відеоадаптерах має свою специфіку і для реалізації додаткових вимог звертаються до дещо інших типів мікросхем. Так, під час створення динамічних зображень часто досить просто змінити розташування інформації, що вже зберігається у відеопам'яті. Замість того щоб багато разів пересилати по шині одні і ті ж дані, лиш дещо змінивши їх розташування, вигідніше змусити мікросхему пам'яті перемістити дані, що вже в ній зберігаються, з однієї області ядра в іншу. На ІМС пам'яті можна також покласти операції по зміні кольору точок зображення. 

Стисло розглянемо деякі з типів ОЗП, орієнтованих на застосування як відеопам'ять. 

Мікросхеми SGRAM.  Абревіатура SGRAM (Synchronous Graphic DRAM – синхронний графічний динамічний ОЗП) позначає спеціалізований вид синхронної пам'яті з підвищеною внутрішньою швидкістю передачі даних. SGRAM може самостійно виконувати деякі операції над відеоданими, зокрема блочний запис. Передбачено два режими такого запису. В першому – режимі блочного запису (Block Write) – можна змінювати колір відразу восьми елементів зображення (пікселів). Призначення другого режиму – блочного запису з маскуванням певних бітів (Masked Write або Write-per-Bit) – запобігти зміні кольору для окремих пікселів блока, що пересилається. Є також модифікація даної мікросхеми, відома як DDR SGRAM, відмінність якої очевидна з приставки DDR. Використання обох фронтів синхросигналів веде до відповідного підвищення швидкодії ІМС.

Мікросхеми VRAM.  ОЗП типу VRAM (Video RAM) відрізняється високою продуктивністю і призначений для потужних графічних систем. Під час розробки ставилося завдання забезпечити постійний потік даних у разі оновлення зображення на екрані. Для типових значень роздільності і частоти оновлення зображення інтенсивність потоку даних наближається до 200 Мбіт/с.

В таких умовах процесору важко отримати доступ до відеопам'яті для читання або запису.

Щоб вирішити цю проблему, в мікросхемі зроблені істотні архітектурні зміни, які дозволяють відособити обмін між процесором і ядром VRAM для читання/запису інформації і операції по видачі інформації на схему формування відеосигналу (ЦАП – цифро-аналоговий перетворювач). Зв'язок пам'яті з процесором забезпечується паралельним портом, а з ЦАП – додатковим послідовним портом. Крім того, динамічне ядро DRAM доповнене пам'яттю з послідовним доступом (SAM – Serial Access Memory) ємністю 4 Кбайт. Обидва види пам'яті зв'язані між собою широкою внутрішньою шиною. Інформація, що виводиться на екран, порціями по 4 Кбайт з ядра пересилається в SAM і вже звідти, в послідовному коді (послідовний код формується за допомогою підключених до SAM регістрів зсуву), поступає на ЦАП. У момент перезапису в SAM нової порції ядро VRAM повністю готове до обслуговування запитів процесора. Разом з цими режимами мікросхема реалізує режим Flash Write, що дозволяє очистити цілий рядок пам'яті. Є також можливість маскувати певні комірки, захищаючи їх від запису.

Мікросхеми WRAM.  Даний вид мікросхем, розроблений компанією Samsung, багато в чому схожий на VRAM. Це також двопортова пам'ять, що допускає одночасний доступ з боку процесора і ЦАП, але по конструкції вона дещо простіша, ніж VRAM. Наявні в VRAM, але рідко використовувані функції виключені, а замість них введені додаткові функції, що прискорюють вивід на екран тексту і заповнення одним кольором великих площ екрана. В WRAM застосована швидкісніша схема буферизації даних і збільшена розрядність внутрішньої шини. Прискорено також ядро мікросхеми, за рахунок використання режиму швидкісного сторінкового режиму (UFP - Ultra Fast Page), що забезпечує час доступу близько 15 нс. В середньому WRAM на 50% продуктивніша, ніж VRAM, і на 20% дешевша. Застосовується мікросхема в потужних відеоадаптерах. 

Мікросхеми MDRAM.  Мікросхема типу MDRAM (Multibank DRAM – багатоблоковий динамічний ОЗП) розроблена компанією MoSys і орієнтована на графічні карти. Пам'ять містить багато незалежних банків по 1К 32-розрядних слів кожен. Банки підключені до швидкої і широкої внутрішньої шини. Кожен банк може виконувати певні операції незалежно від інших банків. Відмова будь-якого з банків веде лише до скорочення сумарної ємності пам'яті і деякого зниження показників швидкодії. Завдяки блоковій побудові технологія дозволяє виготовляти мікросхеми практично будь-якої ємності, не обов'язково кратної степеню числа 2. 

Мікросхеми 3D-RAM. Цей тип пам'яті розроблений спільно компаніями Mitsubishi і Sun Microsystems з орієнтацією на тривимірні графічні прискорювачі. Крім масиву запам'ятовуючих елементів, мікросхема 3D-RAM (тривимірна RAM) містить процесор (арифметико-логічний пристрій) і кеш-пам'ять. Процесор дозволяє виконувати деякі операції із зображенням прямо в пам'яті. Основні перетворення над пікселами реалізуються за один такт, оскільки стандартна послідовність дій «зчитав, змінив, записав» зводиться до однієї операції – «змінити», виконуваної в момент запису. Процесор мікросхеми дозволяє за секунду виконати близько 400 млн. операцій по обробці даних і зафарбувати до 4 млн. елементарних трикутників. Кеш-пам'ять забезпечує більш рівномірне навантаження на процесор під час інтенсивних обчислень. Ядро 3D-RAM складається з чотирьох банків загальною ємністю 10 Мбіт. Розмір рядків пам'яті вибраний таким, щоб у межах однієї і тієї ж області пам'яті знаходилися якомога більше тривимірних об'єктів. Це дає можливість заощадити час на переходи з рядка на рядок. За ціною даний тип мікросхем порівнянний з VRAM. 

31.2 Багатопортові  ОЗП

Стандартний однопортовий ОЗП має по одній шині адреси, даних і управління і в кожен момент часу забезпечує доступ до комірки пам'яті тільки одному пристрою. 

 На відміну від стандартного в n-портовому ОЗП є n незалежних наборів шин адреси, даних і управління, які гарантують одночасний і незалежний доступ до ОЗП n пристроїв. Дана властивість дозволяє істотно спростити створення багатопроцесорних і багатомашинних обчислювальних систем, де багатопортовий ОЗП виступає в ролі загальної або спільно використовуваної пам'яті. В рамках однієї ОМ подібний ОЗП може забезпечувати обмін інформацією між ЦП і ПВВ (наприклад, контролером магнітного диска) набагато ефективніше, ніж прямий доступ до пам'яті. В даний час серійно випускаються дво- і чотирипортові мікросхеми. Оскільки архітектурні рішення в обох випадках схожі, розглянемо організацію двопортових ОЗП. 

У двопортовій пам'яті є два набори адресних, інформаційних і управляючих сигнальних шин, кожен з яких забезпечує доступ до загального масиву ЗЕ (рис. 31.1). Оскільки двопортовому ОЗП властива симетрична структура, надалі набори шин називатимемо «лівим» (Л) і «правим» (П). В цілому організація матриці ЗЕ залишається традиційною.