メモリ～RAMとROMについて～

こんにちは！前回の記事では、CPUの説明をしました。
皆さん、覚えていますか？
忘れちゃった！という方や、そんな記事読んだことない！という方に向けて、簡単に説明すると…
CPUとは、中央処理装置(Central Processing Unit)の略で、ハードウェアの制御とデータの演算を行う、人間で言うなら【脳みそ】にあたる部分のことです。
詳しい説明は、それぞれ以下の記事に書かれているので是非参考にしてください！CPU①　CPU②

さて、今日は「メモリ」について紹介します。
メモリは、その名の通りMemory=「記憶」、コンピュータの動作に必要なデータを記憶する機能が備わっています。
特に、主記憶装置(コンピュータ内部でデータやプログラムを記憶する記憶装置のうち、中央処理装置（CPU）と基板上の電気配線などを通じて直に接続されたもの)としてのメモリがないとCPUはデータを読み出すことができません。
また、CPUは「脳みそ」にあたるとされていますが、メモリは「書類を広げる」机にあたるといわれています。机の広さ＝メモリの容量と考えてもらえるとわかりやすいです。

例えば、作業するときも狭い机で作業するよりも広い机で作業したほうがたくさんの資料を広げることができますね。それと同様で、メモリの容量が小さいときよりも大きいときのほうがたくさんのデータを展開できます。

それでは次に、メモリの種類について紹介します。メモリの種類は以下の図のようになっています。

メモリは揮発性(=電源を切ると中身が消えてしまう)のメモリのRAMと、不揮発性のメモリのROMの大きく二種類に分かれます。
そのなかで、まずはRAMについて紹介します。
RAMは、Random Access Memoryの略で「ランダムに読み書きができるメモリ」のことを表します。
RAMはさらに、主記憶装置に使われるDRAMとキャッシュメモリに使われるSRAMの二種類に分けることができます。
違いを表で見てみましょう！

図だけではそれぞれの細かな特徴が見えにくいので、言葉で説明すると以下のような特徴があります。

DRAM=Dynamic RAM
【特徴】
①主記憶装置に用いられる
②読み書きはSRAMに比べて低速
③記憶内容を保つためにリフレッシュ動作(=定期的に内容を再書き込みする動作)が必要
どういうことかというと…

DRAMには、「コンデンサ」という回路を用いてビット情報を覚えます。
コンデンサには、電気を蓄えたりそれを放電したりすることが大きな特徴で、放っておいてしまうと電荷が抜けてしまうため、定期的にリフレッシュが必要になるというわけです。

SRAM=Static RAM
【特徴】
①DRAMに比べて非常に高速だが、価格が高い
②小容量のキャッシュメモリに用いられるメモリ
③記憶内容を保持するのにリフレッシュ動作は必要ない

SRAMは、フリップフロップ回路という回路を用いてビット情報を覚えます。フリップフロップ回路はコンデンサとは異なり、set側に一度入力された情報はreset側に入力されるまで出力が続けられるためリフレッシュ作業は必要ありません。

さて次に、ROMについて説明します。
ROMはRead Only Memoryの略で「読み出しのみを行うメモリ」のことを表します。
ROMはさらに、マスクROMとPROMがあります。

マスクROMは、読み出し専用のメモリで通常「ROM」といったらこのマスクROMのことを指します。マスクROMは、製造時にデータが固定されます。製造後の記憶内容の消去や上書き、再書き込みなどをすることは一切できません。
PROMはProgrammable ROMの略で、「ユーザーの手で書き換えることができるROM」のことを表します。
さらにPROMは下記の種類に分けることができます。

EPROMは、Erasable ROMの略で、紫外線でデータを消去して書き換えることができます。
EEPROMは、電気的にデータを消去して書き換えることが可能です。
フラッシュメモリは、EEPROMの一種で、データを全消去するのではなく、ブロック単位でデータを消去して書き換えることができます。

フラッシュメモリの主な用途としては、スマートフォンなどの携帯情報端末の内臓ストレージや、数cm角の薄いプラスチックケースに収めたカード型の記憶媒体である「メモリカード」、指先大の短い棒型や角型のケースに収め、USB端子でコンピュータに接続する「USBメモリ」などがあり、皆さんの生活に一番身近なものかもしれません！

いかがでしたか？ 最後に、今日の内容をまとめてみましょう！

まとめ：
・メモリには大きく分けてRAMとROMが存在する。
・RAMは揮発性かつ、読み書き両方が可能である。
・ROMは不揮発性かつ、読み出しだけ可能である。
・RAMはさらに、DRAMとSRAMの二種類に分けることができ
　DRAMは主記憶装置に用いられ、SRAMはキャッシュメモリに用いられる
・ROMはさらにマスクROMとPROMに分けることができ、
　PROMは専用の機器を用いることによって記憶内容の消去と書き込みが可能である。

「メモリ」とひとくくりに言っても、機能や使用用途が異なるのでそれぞれの特徴を把握しましょう。それではまた！