本ユニットでは、速度と容量のトレードオフを表す「メモリ階層」(キャッシュ・主記憶・補助記憶)の役割分担をまず学び、続いて主記憶を物理的に実現するDRAM規格(DDR3/4/5 SDRAM)とメモリモジュール(DIMM・SO-DIMM)を具体化します。階層の中で各メモリがどこに位置するか、世代やモジュールの違いが試験で問われる重要分野です。
CPUと主記憶の速度差を埋める、CPUに近い高速・小容量のメモリ。
キャッシュメモリは、CPUと主記憶の処理速度の差を埋めるために置かれる高速なメモリです。CPUがよく使うデータや命令を一時的に蓄えておき、主記憶へ毎回取りに行く手間を省くことで全体の処理を速くします。 メモリ階層の最上層に位置し、主記憶より高速ですが容量は小さく高価です。CPUに近い順にL1・L2・L3と複数段に分かれることもあります。試験では「CPUと主記憶の間にあって速度差を埋める」「高速だが小容量」という役割と位置づけが問われます。
たとえ料理人が手元の小皿によく使う調味料を置いておくようなもの。いちいち遠くの倉庫(主記憶)へ取りに行かず、すぐ手が届くので調理が速く進みます。
記憶フックキャッシュメモリといえばCPUと主記憶の速度差を埋める高速メモリ
プログラム実行中のデータや命令を保持する中心的なメモリ。
主記憶は、実行中のプログラムやそのデータを一時的に保持する中心的なメモリで、メインメモリとも呼ばれます。CPUは主記憶から命令やデータを読み込んで処理を進めます。 メモリ階層ではキャッシュメモリの下、補助記憶の上に位置し、キャッシュより低速・大容量、補助記憶より高速・小容量です。電源を切ると内容が消える揮発性メモリ(主にDRAM)で構成されます。試験では「実行中のデータを保持する」役割と、補助記憶との「揮発性・速度・容量」の違いが問われます。
たとえ作業中の書類を広げておく机の上のようなもの。よく使うものを手前に置けますが広さに限りがあり、片づけ(電源オフ)で何も残りません。
記憶フック主記憶といえばプログラム実行中のデータを保持する中心メモリ
主記憶を補い、大容量かつ不揮発でデータを長期保存するメモリ。
補助記憶は、主記憶を補う形でデータやプログラムを長期に保存するメモリで、ハードディスクやSSDなどがこれにあたります。電源を切っても内容が消えない不揮発性で、大容量なのが特徴です。 メモリ階層の最下層に位置し、容量は大きい一方で主記憶より低速です。試験では「不揮発で大容量だが低速」という特徴と、揮発性で高速な主記憶との対比、そしてメモリ階層の最下層という位置づけが問われます。
たとえ書類を保管する大きなキャビネットのようなもの。たくさん収納でき、閉めても(電源オフでも)中身は残りますが、取り出すのに机の上より少し手間がかかります。
記憶フック補助記憶といえば大容量・不揮発でデータを長期保存するメモリ
主記憶に使われるDRAM規格の一つで、DDR世代の第3世代。
DDR3 SDRAMは、主記憶を構成するDRAMの規格の一つです。SDRAMはクロック信号に同期して動作するDRAMで、DDR(Double Data Rate)はその信号の立ち上がりと立ち下がりの両方でデータをやり取りし速度を高める方式です。 DDR3はその第3世代で、後のDDR4より前の規格にあたります。試験では細かい性能値より、「主記憶に使われるDRAMの規格」であること、DDR3→DDR4→DDR5と世代が新しいほど高速・低消費電力になる、という世代関係が問われます。
たとえ主記憶という製品の「型番の世代」のようなもの。スマートフォンの旧モデルにあたり、後継のDDR4・DDR5より一世代前の規格だとイメージすると分かりやすいです。
記憶フックDDR3 SDRAMといえば主記憶に使うDRAM規格の第3世代
DDR3の後継となるDRAM規格で、DDR世代の第4世代。
DDR4 SDRAMは、DDR3 SDRAMの後継となる主記憶用のDRAM規格で、DDR世代の第4世代です。DDR3に比べて転送速度が向上し、消費電力も抑えられています。 長くパソコンやサーバの主記憶として広く使われてきた規格です。試験では、DDR3とDDR5の間に位置する世代であること、世代が新しいほど高速・省電力になるという世代進化の流れ、そして同じDDRでも世代が違うと差し込めるスロットが異なる点を押さえておくとよいでしょう。
たとえスマートフォンの新モデルへの買い替えと同じで、前世代(DDR3)より速く電池持ちも良くなったイメージ。ただし新旧で端子の形が違い差し替えはできません。
記憶フックDDR4 SDRAMといえばDDR3の後継の第4世代DRAM規格
DDR4の後継となる最新世代のDRAM規格で、DDR世代の第5世代。
DDR5 SDRAMは、DDR4 SDRAMの後継にあたる主記憶用DRAM規格で、DDR世代では最新の第5世代です。DDR4よりさらに転送速度が向上し、消費電力も抑えられています。 DDR3→DDR4→DDR5という世代の流れの締めにあたります。試験では、最新世代であること、世代が進むほど高速・大容量・省電力になるという全体の傾向、そして各世代でモジュールの規格(スロット形状)が異なり互換性がない点を整理して覚えておくとよいでしょう。
たとえスマートフォンの最新モデルのようなもの。前世代のDDR4よりさらに速く効率も良くなった「最新型番」で、世代の進化の到達点だとイメージできます。
記憶フックDDR5 SDRAMといえばDDR4の後継の最新第5世代DRAM規格
DRAMチップを基板に搭載し主記憶として装着するメモリモジュール規格。
DIMM(Dual Inline Memory Module)は、DRAMチップを小さな基板に複数搭載し、パソコンやサーバの主記憶として差し込んで使うメモリモジュールの規格です。基板の両面に独立した端子(ピン)を持つのが名前の由来です。 DDR3・DDR4・DDR5といった中身のDRAM規格を、実際に装着できる「板の形」にしたものと考えると分かりやすいです。試験では、DIMMが主記憶を実装するモジュールであること、後述のSO-DIMMがその小型版である、という対比が問われます。
たとえDRAMチップ(部品)を載せて差し込めるようにした「カートリッジ」のようなもの。ゲーム機本体(マザーボード)のスロットにこの板を挿して主記憶を増やすイメージです。
記憶フックDIMMといえばDRAMを搭載し主記憶として装着するモジュール
DIMMを小型化した、主にノートPC用のメモリモジュール規格。
SO-DIMM(Small Outline DIMM)は、DIMMを小型化したメモリモジュールの規格で、設置スペースの限られるノートパソコンや小型機器の主記憶に使われます。 中身のDRAM(DDR4・DDR5など)は同じでも、基板のサイズや端子の数がDIMMと異なるため、デスクトップ用のDIMMスロットには差せません。試験では、SO-DIMMが「DIMMの小型版でノートPC向け」であること、用途とサイズの違いでDIMMと区別される点が問われます。
たとえ据置型ゲーム機用の大きなカートリッジ(DIMM)に対する、携帯型ゲーム機用の小さなカートリッジ(SO-DIMM)のようなもの。中身は同種でも本体に合わせて小型化されています。
記憶フックSO-DIMMといえばDIMMの小型版でノートPC用のモジュール
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。