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半導体メモリの基礎 — RAM・ROMと揮発性

標準約 16 分メモリ

概要

本ユニットでは、メモリを理解する土台となる2つの分類軸を学びます。読み書きできるRAMと読み出し専用のROM、電源を切ると消える揮発性と消えない不揮発性です。さらに不揮発性メモリの代表で、SSDやUSBメモリの中身でもあるフラッシュメモリを押さえます。メモリ分野で頻出の基礎概念群です。

用語5

RAM

自由に読み書きでき、電源を切ると内容が消える半導体メモリ。

RAM(Random Access Memory)は、データを自由に読み書きできる半導体メモリで、コンピュータが作業中のデータやプログラムを一時的に置く主記憶(メインメモリ)として使われます。電源を切ると記憶内容が消える揮発性が特徴です。 試験では、読み出し専用のROMとの対比が頻出です。「読み書きできる=RAM」「電源OFFで消える=揮発性」とセットで覚えましょう。なお、高速だが電源供給が要るSRAMと、定期的な再書き込み(リフレッシュ)が必要で主記憶に使われるDRAMという種類があることも押さえておくと安心です。

たとえ黒板のようなもの。自由に書いたり消したりできて作業に便利ですが、授業が終わって消してしまう(電源を切る)と書いた内容は残りません。

記憶フックRAMといえば読み書き自由で電源OFFで消える主記憶

ROM

原則読み出し専用で、電源を切っても内容が消えないメモリ。

ROM(Read Only Memory)は、基本的に読み出し専用のメモリで、電源を切っても記憶内容が消えない不揮発性が特徴です。コンピュータの起動に必要なプログラムなど、書き換えの必要が少ない大切なデータを保存しておくのに使われます。 試験では、読み書き自由・揮発性のRAMと対で問われます。「読み出し専用=ROM」「電源OFFでも消えない=不揮発性」とまとめて覚えましょう。なお、後で学ぶフラッシュメモリのように、電気的に書き換えできるROMの仲間もある点に注意しましょう。

たとえ印刷された辞書のようなもの。中身を読むことはできますが、書き換えは基本的にできず、本棚にしまって(電源を切って)も内容はそのまま残ります。

記憶フックROMといえば読み出し専用で電源OFFでも消えない

揮発性メモリ

電源を切ると記憶内容が消えてしまう性質を持つメモリ。

揮発性メモリとは、電気が供給されている間だけ記憶を保ち、電源を切ると内容が消えてしまうメモリのことです。代表例はRAM(DRAM・SRAM)で、コンピュータの主記憶として使われます。 「揮発」はもともと液体が蒸発して消える意味で、電源OFFで記憶が消える様子を表しています。試験では、不揮発性メモリとの対比、そして「RAMは揮発性」「ROMやフラッシュメモリは不揮発性」という対応関係が頻出です。性質(揮発性/不揮発性)と種類(RAM/ROM)はセットで整理して覚えましょう。

たとえ扇風機で浮かせ続ける紙吹雪のようなもの。風(電気)を送っている間は宙に保てますが、スイッチを切ると一気に落ちて元の状態が失われます。

記憶フック揮発性メモリといえば電源OFFで消えるRAM

不揮発性メモリ

電源を切っても記憶内容が消えずに保たれるメモリ。

不揮発性メモリとは、電源を切っても記憶した内容が消えずに残るメモリのことです。代表例はROMやフラッシュメモリで、SSD・USBメモリ・SDカードなどの記録媒体の基礎にもなっています。 試験では、揮発性メモリとの対比で問われ、「電源を切っても消えない=不揮発性」と判断できることが重要です。メモリは「RAM/ROM」という種類の軸と「揮発性/不揮発性」という性質の軸の2つで整理されます。RAMは揮発性、ROMやフラッシュメモリは不揮発性、という対応を図でつかんでおきましょう。

たとえ鉛筆で書いたノートのようなもの。閉じてカバンにしまっても(電源を切っても)、次に開いたとき書いた内容はそのまま残っています。

記憶フック不揮発性メモリといえば電源OFFでも消えないROM・フラッシュ

半導体メモリ

RAM(揮発性)

ROM系(不揮発性)

DRAM

SRAM

フラッシュメモリ

フラッシュメモリ

電気的に書き換えでき、電源を切っても消えない不揮発性メモリ。

フラッシュメモリは、電気的にデータを書き換えられる不揮発性メモリです。読み出し専用だった従来のROMと違い、何度も書き換えができ、電源を切っても内容が消えないという両方の利点を持ちます。 SSD・USBメモリ・SDカードといった身近な記録媒体は、いずれもフラッシュメモリを使っています。試験では、これらの実体がフラッシュメモリであること、そして不揮発性であることが頻出です。電源不要で持ち運べ、衝撃にも強いため、ハードディスクに代わる記憶装置として広く普及している点も押さえましょう。

たとえホワイトボードのようなもの。何度も書き換えられて(書き換え可能)、部屋の電気を消しても書いた内容は残ったまま(不揮発性)という、黒板と紙のよいとこ取りです。

記憶フックフラッシュメモリといえばSSD・USB・SDカードの中身の不揮発性メモリ

フラッシュメモリ

SSD

USBメモリ

SDカード

まとめ

要点

  • メモリは「RAM/ROM」という種類の軸と「揮発性/不揮発性」という性質の軸の2つで分類される。
  • RAMは読み書き自由で揮発性(電源OFFで消える)、主記憶として使われる。
  • ROMは原則読み出し専用で不揮発性(電源OFFでも消えない)。
  • フラッシュメモリは電気的に書き換え可能な不揮発性メモリで、SSD・USBメモリ・SDカードの基盤技術。
  • 揮発性=消える(RAM)、不揮発性=残る(ROM・フラッシュ)という対応で覚えるのが要点。

記憶フック一覧

  • RAM: RAMといえば読み書き自由で電源OFFで消える主記憶
  • ROM: ROMといえば読み出し専用で電源OFFでも消えない
  • 揮発性メモリ: 揮発性メモリといえば電源OFFで消えるRAM
  • 不揮発性メモリ: 不揮発性メモリといえば電源OFFでも消えないROM・フラッシュ
  • フラッシュメモリ: フラッシュメモリといえばSSD・USB・SDカードの中身の不揮発性メモリ

関連の過去問演習は今後のアップデートで追加予定です。