半導体メモリとは：データを保存する素子
semi-journal本記事は、半導体メモリに詳しいエンジニア・東急三崎口さんにご協力いただきました。普段はこちらのブログで、メモリに関する記事を発信されています。
半導体メモリとは？
半導体メモリとは「半導体を電気的に制御することで、データの記録を行う記憶装置(メモリ)」です。
半導体メモリは私たちが常に持ち歩いている身近なデバイスです。例えば、私たちがスマホで取る写真や、パソコンのデータはほぼすべて半導体メモリに保存されているといます。
半導体メモリの他に、磁気でデータを読み書きする「磁気メモリ」や、光でデータを読み書きする「光メモリ」があります。
半導体メモリの種類
半導体メモリは大きく「揮発性メモリ(RAM)」と「不揮発性メモリ(ROM)」に分けられます。
- 揮発性メモリ(Volatile Memory)
- 不揮発性メモリ(Non Volatile Memory)
電源を供給している時のみデータを保持できるメモリ。SRAMやDRAMがある。
電源を供給していなくてもデータを保持することが出来るメモリ。SSDといったフラッシュメモリが一例。
SRAMやDRAMは高速ですが、高価で容量が小さいため、主に高速処理が求められる用途に向いています。例えばCPUのメモリ(RAM)として使用されます。
一方、SSDなどのフラッシュメモリは読み書き速度は遅いものの、大容量を安価に提供できるため、主にデータ保存に利用されます。
このように、半導体メモリは用途に応じて使い分けられています。
各種半導体メモリの特徴・用途
半導体メモリの一覧表です。
| 特徴 | SRAM | DRAM | フラッシュメモリ |
|---|---|---|---|
| 速度 | 非常に高速 | 高速 | 低速 |
| 容量 | 小容量 | 中容量 | 大容量 |
| コスト | 高価 | 比較的安価 | 安価 |
| 用途 | CPUのキャッシュメモリ | 主記憶装置(RAM) グラフィックメモリ | 大規模ストレージ |
| 保持方法 | トランジスタを利用 (揮発性) | キャパシタに電荷を蓄える (揮発性) | トランジスタに電荷を蓄える (不揮発性) |
| エネルギー消費 | 高め | 低め | 低め |
SRAMの特徴
SRAM(Static Random Access Memory)は、4～6個のトランジスタを使ってデータを保持します。内部構造が複雑なため、容量あたりのコストが高く、主にCPUのキャッシュメモリなど、低容量でも高速処理が求められる場所に使われます。
DRAMの特徴
DRAM(Dynamic Random Access Memory)は、1つのトランジスタと1つのキャパシタ(コンデンサ)を使ってデータを記録します。SRAMほどではありませんが、高速で動作します。加えて、高密度化しやすいため、大容量メモリ(RAM)として広く使用されています。
フラッシュメモリの特徴
フラッシュメモリは、データの書き換えや消去が可能な不揮発性メモリです。構造がシンプルで高密度化しやすいため、大容量でも安価です。SSDやUSBメモリ、スマートフォンなど、大容量のデータ保存が必要なストレージに使用されています。
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