神戸大学 大学院 理学研究科
島津 通
Index
 主記憶装置
 RAM と ROM


RAM
ROM
 フラッシュメモリ
 メモリモジュール
 SSD
主記憶装置
 CPUが直接アクセスできる記憶装置のこと
 メインメモリ、一時記憶装置とも呼ばれる
 現在は一般的に半導体メモリが用いられている
RAM と ROM
 RAM (Random Access Memory)
 電力供給を止めると記憶内容が失われる揮発性のメモ
リ
 ROM (Read Only Memory)
 電力供給を止めても記憶内容を保持する不揮発性のメ
モリ
RAM
 RAM には大きく分けて以下の2つがある
 DRAM (Dynamic RAM)
 コンデンサに電荷を蓄えることで情報を記憶する
 リフレッシュと呼ばれるデータの再書き込みが必要
 PC のメモリモジュールで使用されている
 SRAM (Static RAM)
 フリップフロップ等の順序回路を用いて情報を記憶す
る
 DRAM よりも消費電力が小さく、アクセス速度も高速
 キャッシュメモリに用いられる
ROM
 mask ROM
 製造時に記憶内容を書き込む
 ユーザーは中身を変更できない
 EEPROM (Electrical Erasable Programable ROM)
 電気的に記憶されているデータを消去、変更、書き込
みが複数回できる
 このEEPROM の一種であるフラッシュメモリがUSBメ
モリやSDカード、SSD(後述)などに組み込まれている
フラッシュメモリ
 書き換え可能な不揮発性の半導体メモリ
 フラッシュ EEPROM やフラッシュ ROM と呼ばれる
http://pc.nikkeibp.co.jp/article/NPC/20061129/255245/trend_imgview1.html
ここまでのまとめ
 メモリ
 RAM


DRAM
 PC のメモリモジュール
SRAM
 キャッシュメモリ
 ROM


mask ROM
EEPROM
 フラッシュメモリ
メモリモジュール
 SDRAM (Synchronous DRAM)
 外部クロックに同期してデータをやり取りする
 現在 PC では、DDR2 SDRAM と DDR3 SDRAM の
2種類が普及している
メモリチップ
I/O
メモリ・
セル・
アレイ
バ
ッ
フ
ァ
内部バス
メモリコントロー
ラー
ECC , Unbuffered と Registered
 ECC (Error Checking and Correction)
 64bit の元のデータにプラスしてハミングコードと呼ばれ
る 8bit のデータを数学的に生成して, 2bit 以上のエラー
の検出および 1bit のエラーの訂正を行えるようにしたも
の
 信号を「整える」回路が
 ある→Registered
 ない→Unbuffered:現在の PC では主流 (安いので)
*今後は変わる可能性は十分にある.
*CPU の設計変更でCore iX , や Phenom といったシリー
ズのCPU がメモリと直結するようになったため
32bit と 64bit
 32bit OS では,アドレス空間が 32bit であるため、
2の32乗 B(= 約 4GB) までしかメモリを認識でき
ない
 実際には, VRAM やその他にもアドレス空間を割り
当てないといけないため, さらに小さくなる
 64bit OS では, 理論上 2の64乗 B (= 約 16EB)
まで搭載できる.
 大容量メモリが安くなった現在, 64bit OS への移行
が始まっている.
SSD
 SSD (Solid State Drive)
 正確にはフラッシュ SSD と呼ばれ, 記憶素子にフラッ
シュメモリを用いた、外部記憶装置 (HDD などと同じ
もの)
SSD の利点





モーターやアームといった可動部を持たない
ランダム読み出し速度が速い
耐衝撃性が高い
低消費電力・低発熱・低騒音
HDD よりも小型化・軽量化が容易
 データの読み出しがメインのストレージに適してい
る
 OS の boot 用
 デジタルオーディオプレーヤー etc…
SSD の欠点




書き換え可能回数に上限がある
断片化した際の書き込み速度が非常に遅くなる
HDD と比べてバイト単価が非常に高い
ランダム書き込み速度がかなり遅い
 最近は割と改善されつつある
 OS でサポートされていない
 データ保持時間が有限である
 長くても 2~3 年
 更新の頻繁なデータファイルの保存や長期運用を想定し
たサーバ用途には適さない
SLC と MLC
 SLC (Single Level Cell)
 1つの記憶素子に1 bit のデータを保持する



書き換え可能な上限値が大きい
データ保持期間が比較的長い
書き込み速度が速い
 MLC (Multi Level Cell)
 1つの記憶素子に2 bit 以上のデータを保持する


書き換え可能回数、データ保持期間が SLC よりも短い
大容量化、低価格化が容易
まとめ
 PC では DDR2 SDRAM、DDR3 SDRAM が主流
 32 bit OS では、通常 4 GB までしか、メモリを認
識できない
 HDD にかわる補助記憶装置として SSD が注目され
ている
 データの読み出しがメインとなる用途に向いており、
逆に更新が頻繁なものや長期運用用途にはあまり向か
ない
 SSD ないでも SLC 型と MLC 型で性能は異なる
参考文献
 『Win PC』 2010年 2月号
日経BP社
 IT ENGINEER’S Basicシリーズ ベテ
ランが丁寧に教えてくれるハードウェアの知識と実
務
矢沢 久雄 著 翔泳社 版
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メモリのあれこれ