VGAとは何か徹底解説：概要・歴史・技術仕様・コネクタ・互換性・現状
エバープレイ編集部VGAとは（概要）
VGA（Video Graphics Array）は、1987年にIBMが発表したパーソナルコンピュータ向けのディスプレイ規格およびその標準解像度を指す名称です。元々はIBMのPS/2シリーズで採用されたグラフィックスハードウェア仕様の名称で、後にハードウェアインターフェース（一般に「VGAコネクタ」あるいは「VGA端子」と呼ばれる15ピンD‑SUBコネクタ）や「640×480ピクセル」の標準解像度を示す一般用語として広く定着しました。
歴史的背景
1980年代後半、PC向けのグラフィックスはEGAやCGAなど複数の規格が乱立していました。そこにIBMがVGAを導入したことで、ハードウェア的な互換性とソフトウェアの共通基盤が整い、PCグラフィックスのデファクトスタンダードとなりました。VGAはその後の拡張（SVGAやVESAによる各種拡張規格）に影響を与え、20世紀末にはアナログ15ピン端子がPC・ノートPC・プロジェクタ等の標準出力として普及しました。
技術仕様の要点
信号方式：VGAはアナログRGB信号（Red/Green/Blue）を用います。各色は通常0〜0.7Vの電圧振幅で表現され、アナログの強度で色を伝送します。また水平同期（HSync）と垂直同期（VSync）の同期信号を別に伝送します。
コネクタ：一般的に「15ピンD‑SUB（DE‑15、HD‑15）」コネクタが使われます。このコネクタにはRGB各信号、各色の帰還（グラウンド）、同期信号のほか、後述するEDID/DDC用のピンなどが含まれます。
標準解像度とタイミング：VGAの基本モードは640×480ピクセル、リフレッシュ60Hz（正確には59.94Hzに近い）で、ピクセルクロックは25.175 MHzです。代表的な水平・垂直のタイミング（いわゆる「標準VGAタイミング」）は次のとおりです（可視表示と前後ポーチ、同期幅の合計が総ライン数・総ピクセル数を構成します）。
- 水平：可視640、前ポーチ16、同期幅96、後ポーチ48 → 合計800クロック
- 垂直：可視480、前ポーチ10、同期幅2、後ポーチ33 → 合計525ライン
色深度とDAC：多くのVGA実装は各色チャンネルに6ビット分解能のRAMDACを備えており、理論上は18ビット（＝262,144色）相当の表現が可能でした。ただし初期の標準的モードでは、例えば640×480モードでは16色、320×200モードでは256色のようなパレット方式が使われることが一般的でした。
メモリ構成：IBM VGAハードウェアはビデオメモリ（VRAM）やプレーン（plane）方式のメモリマップを採用しており、モードに応じてメモリの扱いが変わります。古典的なモード（テキストモードやグラフィックモード）をBIOSやOSが直接利用することができました。
コネクタと信号の詳細（概念的説明）
VGAコネクタはアナログ信号と同期信号を伝送するため、デジタル専用の規格（DVI-DやHDMI、DisplayPortなど）とは根本的に異なります。後年、モニタが自分の機能を伝えるためのEDID（Extended Display Identification Data）を取得するため、DDC（Display Data Channel）というI2Cベースの通信チャンネルがVGAコネクタに追加されました。これにより、グラフィックスカードは接続されたディスプレイが対応する解像度や周波数を自動認識できます。
なお、VGAのアナログ信号は「シンク・オン・グリーン（Sync on Green）」や「コンポジット同期」など様々な派生や互換方式を持つことがあり、特殊なモニタやグラフィックス機器で使われることがあります。
代表的なモードと互換・拡張
基本VGAモード：640×480（標準VGA）、320×200（256色）など。ゲームや初期のグラフィックアプリケーションで広く使われたモードです。
SVGA / XGA等の拡張：VGAの仕様自体は固定ですが、メーカーやVESAによる拡張で800×600（SVGA）、1024×768（XGA）など高解像度・高リフレッシュ対応が普及しました。これらはVGA互換のアナログ出力を用いつつ、より高速なピクセルクロックや異なるタイミングを採用することで実現されます。
現代との互換性：VGA端子を備えたモニタ／プロジェクタは多くのVESAタイミングに対応しますが、ケーブル長や品質、送信側のDAC性能によって実際に安定して利用できる解像度に制約があります。
利点と欠点（アナログ方式の特徴）
利点：歴史的に広範囲に普及しており、多くの古い機器やプレゼンテーション用プロジェクタなどに対応します。単純なアナログ回路であるため、安価に組み込める点もありました。また、VGAコネクタを介してEDIDが取得できるため、ある程度の自動調整が可能です。
欠点：アナログ伝送のためノイズや減衰に弱く、長距離伝送や高解像度では画質劣化（ぼやけ、色ずれ、ノイズなど）が発生しやすい点があります。デジタルの「ビット単位で正確な再現」とは異なり、ケーブルやコネクタ、受信回路の品質に画質が依存します。また、デジタルインターフェースと比べて色空間やガンマなどの正確性で不利です。
変換と互換性の注意点
VGA ↔ DVI-A / DVI-I：DVI-IやDVI-Aはアナログ信号ピンを持つため、パッシブな（受動的）変換コネクタで直接接続できます。
VGA ↔ DVI-D / HDMI / DisplayPort：これらはデジタル専用の出力であり、アナログ信号を持たないため単純なピン変換はできません。VGA機器とデジタル機器を接続するにはアクティブな変換器（スケーラ／DACを内蔵したコンバータ）が必要になります。
解像度の上限：VGAは規格上の「最大解像度」を単一で定めているわけではなく、アナログ信号の帯域幅（ピクセルクロック）とケーブルの特性で決まります。短距離・高品質ケーブルなら1920×1080やそれ以上の解像度でも動作することがありますが、一般的には1920×1200や2048×1536はケーブル品質と距離に強く依存します。
ソフトウェア／開発上の観点
VGAはBIOSによる標準テキスト/グラフィックモードを提供したため、OSカーネルやブートローダ、低レベルプログラムで広く利用されました。さらにVGAハードウェア固有のレジスタやメモリマップを直接操作することで、グラフィック効果や高速描画を行う技法（例：プレーン操作、チャーネル表示など）が生まれ、古典的なPCゲームやデモシーンのテクニックとして発展しました。
現在の位置づけと将来
近年はHDMIやDisplayPortなどのデジタルインターフェースが主流となり、VGA端子はノートPCやディスプレイから徐々に姿を消しています。しかし、産業機器や医療機器、プレゼン用途のプロジェクタ、古いPC資産をそのまま使う環境などでは依然として多く残っています。また、VGAの概念（いわゆる「640×480」や「VGA互換」）は歴史的・教育的な意味で参照され続けています。
まとめ（実用ポイント）
- 「VGA」は規格名・コネクタ・解像度の三つの意味で使われることがあり、文脈に注意すること。
- 短距離での互換性は高いが、長距離・高解像度ではケーブル品質と機器の性能が重要。
- DVI-I/DVI-Aとはパッシブ変換可能だが、HDMI/DVI‑D/DisplayPortとはアクティブ変換が必要。
- 古典的なPCグラフィックスやブート時の表示に関する知見は、OSや組み込み機器の低レベル開発で今も役立つ。
参考文献
- Video Graphics Array — Wikipedia
- DE-15 connector — Wikipedia
- Display Data Channel (DDC) — Wikipedia
- VGA — OSDev Wiki
- Video timing — Wikipedia
- VESA (Video Electronics Standards Association)
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