半導体メモリとは何か？種類と特徴まとめ
semi-journal半導体メモリとは？
半導体メモリ(ICメモリ)とは「半導体の回路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」です。
私たちがスマホで取る写真や、パソコンの大事なデータなどはすべてメモリに保存されているように、非常に身近な半導体デバイスです。
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(RAM)
- 不揮発性メモリ(ROM)
電源を供給している時のみデータを保持できるメモリ。
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。USBなどのフラッシュメモリが一例。
RAMは更にDRAMとSRAMに分類され、ROMはPROMとマスクROMに分類できます。PROMは更に、EPROM・EEPROM・フラッシュメモリに細分化できます。
各種半導体メモリの特徴・用途
半導体メモリの特徴を表にまとめました。
| 種類 | 特徴 | 用途 | ||
|---|---|---|---|---|
| RAM | DRAM | 高容量・低価格 リフレッシュ動作が必要 | 主記憶装置 | |
| SRAM | 高速・低消費電力 高価・集積度が低め | キャッシュメモリ | ||
| ROM | PROM | EPROM | 電気的に書き換え可能 紫外線照射でデータ消去 | パソコン (基本プログラム) |
| EEPROM | 電気的にデータの書き込み・消去(バイト単位) | |||
| フラッシュメモリ | 高速・高集積 電気的にデータを書き込み・消去(ブロック一括) | スマホ デジカメ |
||
| マスクROM (書き換え不可) | 製造時にデータが書き込まれる 読み出し専用・書き換え不可 | 辞書・電卓等 | ||
DRAMの特徴
DRAMは「Dynamic Random Access Memory」の略です。1個のトランジスタと1個のキャパシタから構成されています。キャパシタに電荷が溜められた状態を1、溜めていない状態を0としてデータを記録します。コンデンサは電源とキャパシタを通電するスイッチとして機能します。
通電時のみデータを記憶可能です。通電時でもリーク電流によりキャパシタの電荷は失われていくため、定期的に再書き込み(リフレッシュ動作)が必要です。
SRAMの特徴
SRAMは「Static Random Access Memory」の略です。1つのセルが4～6個のトランジスタ(MOSFET)で構成されています。
記憶部にフリップフロップ回路を用いるため動作が高速であり、定期的なリフレッシュ動作が不要です。その分内部構造が複雑なためDRAMと比べて集積性が悪く、記憶容量当たりの単価が高いです。
EPROMの特徴
EPROMは「Erasable Programmable Read Only Memory」の略です。フローティングゲートMOSFETのアレイで構成されています。
デバイスの使用者がデータの書き込み・消去が可能な不揮発性メモリです。書き込みは電気的に行われますが、データの消去はパッケージある窓に紫外線を照射することで行われます。
EEPROMの特徴
EPROMは「Electrically Erasable Programmable Read Only Memory」の略です。EPROM同様、フローティングゲートMOSFETのアレイで構成されています。
使用者がデータの書き込み・消去が可能な不揮発性メモリです。EPROMとは異なり、書き込み・消去いずれも電気的に行われます。データの書き込み/消去が1バイト単位で行われるので、部分的なデータ修正が可能です。
フラッシュメモリの特徴
フラッシュメモリはEEPROMの改良によって登場したメモリです。書き込み/消去が1バイト単位のEEPROMとは異なり、データを数十キロバイト程度のブロック単位でまとめて書き込み/消去します(フラッシュタイプ)。
フラッシュメモリのデータを書き換えるには、当該データだけでなく、当該データが含まれるブロックを消去する必要があります。一方、回路構成を簡素化することが出来るため、容量当たりのコストが低く、様々な電子機器に搭載されています。
