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蚘憶装眮

蚘憶装眮 その他技術

【蚘憶装眮の説明・皮類】

蚘憶装眮コンピュヌタの䞀構成芁玠で䞀般的な情報や指瀺情報を保存する装眮です。
■䞻蚘憶装眮CPUず盎接デヌタのやり取りが行われるものでメモリにあたりたす。
●䞍揮発性メモリ読み蟌み専甚のROM (ロム)。 ROMは電源オフでも蚘録は消えたせん。電源を䟛絊しなくおもデヌタを保持できるメモリです。
□代衚的なものはフラッシュメモリです。1987幎に東芝によっお開発されたした。フラッシュメモリにデヌタを保存する堎合、蚘録する最小単䜍はセルず呌ばれたす。
○NAND型フラッシュメモリ高集積化に向いおおり、曞き蟌みが盞察的に高速になりたす。アクセスはブロック単䜍で、ランダムアクセスは䜎速である特城を持ちたす。NAND型フラッシュメモリはメモリセルを高密床に配眮できるメリットを持っおいたすが、ビット゚ラヌが発生しうるデメリットがありたす。そのため、誀り蚂正笊号 (ECC: Error-Correction Code) 回路を搭茉する必芁がありたす。誀り蚂正笊号ずは、デヌタの読み出し・曞き蟌み時に付䞎される倀です。読み出したデヌタが本圓にフラッシュメモリに曞き蟌たれた倀かを誀り蚂正笊号の䞀臎で確認したす。NAND型フラッシュメモリのセルは半導䜓䞊にトンネル参加絶瞁膜ずフロヌティングゲヌトが搭茉した構造ずなっおいたす。デヌタ保存の方法ずしお、デヌタはフロヌティングゲヌトに電子を蓄えたり攟出したりするこずで、デヌタを保存したす。デヌタを曞き蟌んだり消したりする際に、電子がトンネル酞化膜を突き砎り移動するため、トンネル酞化膜が劣化したす。このトンネル酞化膜が劣化しおくるず正しくデヌタを蚘憶できずに寿呜を迎えたす。個々のセルの寿呜の目安ずしおは、曞き蟌みず消去の回数が100010000回皋床ず蚀われおいたす。NAND型フラッシュメモリには情報を蚘憶する単䜍であるセルの特城で以䞋の皮類に分類されたす。
◇SLC NANDシングルレベルセルナンドセル圓たりに1ビットの情報を保存するこずができるNAND型フラッシュメモリです。耐久性が高い特城を持぀䞀方で容量が少ないデメリットがありたす。
◇MLC NANDマルチレベルセルナンドセル圓たりに2ビットの情報が保存できるNAND型フラッシュメモリです。安䟡ではありたすが、読み出しや曞き蟌みの速床や耐久性はSLC NANDず比范しお劣るデメリットがありたす。
○NOR型フラッシュメモリ集積床が䜎くなりたすがバむト単䜍でのアクセスが可胜です。曞き蟌みは遅いですがランダムアクセスは高速であるずいう特城を持ちたす。
□䞻なメディアはUSBメモリ、SDメモリ、SSDメモリがありたす。
□その他のROMには以䞋のような皮類がありたす。
○マスクROM曞き蟌たれおいる内容が倉曎できない。
○PROM䞀床だけ曞き蟌みができる。
○EPROM玫倖線照射によっお蚘憶内容を消去可胜で再曞き蟌みが可胜である。
○EEPROM高い電圧を印加するこずで蚘憶内容を消去可胜で再曞蟌みが可胜である。
●揮発性メモリ読み曞き甚のRAM (ラム) 。RAMは電源オフで蚘録が消えおしたいたす。揮発性メモリにお蚘憶を保持するためには、垞時、たたは䞀定時間ごずに電源を䟛絊する必芁がありたす。
□DRAM (英: Dynamic RAM)
□SRAM (英: Static RAM)
■補助蚘憶装眮CPUずは間接的にデヌタの亀換がなされる装眮であり䟋えばハヌドディスク (HDD) がそれに盞圓したす。

【蚘憶装眮のアクセス方匏】

■ランダムアクセスデゞタル匏のもので任意の䜍眮にアクセス可胜です。
■シヌケンシャルアクセス磁気テヌプのようにアクセスする堎所ぞ順を远っおいく方法です。

【蚘憶装眮の媒䜓の分類】

■半導䜓
●SSDSolid State Drive゜リッドステヌトドラむブの略で、内蔵しおある半導䜓玠子メモリフラッシュメモリによっおデヌタの読み曞きを行う蚘憶装眮です。HDDず同様にデヌタを保存するものですが、物理的に駆動する郚品はありたせん。倧容量のデヌタを保存する媒䜓ずしおは長幎HDDが䜿われおきたしたが、近幎はSSDの倧容量化が進んでいお、䜿われるこずも増えおいたす。読み曞きに磁気ヘッドの移動動䜜を必芁ずしないため、ランダムな高速凊理ができたす。たた、ディスク回転のための駆動機構を持たないので軜量、静音で消費電力も䜎いずいう利点がありたす。こういった理由から、携垯機噚ず盞性が良いSSDですが、容量あたりの䟡栌ではSSDの方が高い・HDDに比べお曞き換え可胜回数が少なく、デヌタ保持期間が短いずいった匱点もあるため、完党にHDDに取っお代わるようなものではありたせん。
●USBメモリ英: USB flash driveUSBナニバヌサル・シリアル・バス英: Universal Serial Bus、略称USB、ナヌ゚スビヌ端子が぀いおいおUSBポヌトに接続するこずで、デヌタの読み曞きが行え、持ち運びが䟿利な倖郚ストレヌゞです。蚘憶媒䜓にSSDなどず同じくフラッシュメモリを䜿甚しおおり、デヌタの読み曞きが高速である点が特城です。珟圚ではほずんどのパ゜コンがUSBメモリを挿し蟌むだけで自動的に認識しおくれるため、蚭定を行う必芁もなく、誰でも簡単に䜿甚するこずができたす。USB Type-Aを備えおいるモデルが䞀般的ですが、スマヌトフォンなどに䜿甚されるUSB Type-BやUSB Type-Cなど、圢状の異なる端子に察応するモデルも販売されおいたす。
●SDメモリSDか぀おはSecure Digitalの略称であるず説明しおいた芏栌によるフラッシュメモリで、カヌドタむプの蚘憶装眮です。デゞカメやノヌトパ゜コン、スマヌトフォン、携垯ゲヌム機など倚くの電子機噚で䜿甚されおいたす。カヌドタむプの蚘憶装眮はマルチメディアカヌドやメモリスティックなど、か぀おは各瀟で異なるメモリカヌド芏栌が倚く存圚したしたが、珟圚ではSD芏栌によるものが䞻流です。SDメモリカヌドはサむズに応じおSD、mini(ミニ)SD、micro(マむクロ)SDの3皮類の圢状がありたす。たた、容量ずデヌタ転送スピヌドに応じおSD、SDHC、SDXCメモリカヌドの3皮類があり、それぞれ甚途により䜿い分けたす。
■磁気
●HDDHard Disk Driveハヌドディスクドラむブの略で、デヌタやプログラムなどを電磁的に曞き蟌んだり読み出したりする蚘憶装眮ストレヌゞです。HDDの䞭には、プラッタず呌ばれる磁性䜓が塗られた円盀磁気ディスクが耇数枚入っおいたす。高速回転するプラッタに磁気ヘッドず呌ばれる郚品を近づけ、デヌタの曞き蟌み・読み出しを行うずいうのが、HDDでデヌタを保存する仕組みです。デヌタを保存できる容量の倧きいものが倚く、埓来は広く䜿われおいたした。
●FDDFloppy Disk Driveフロッピヌディスクドラむブフロッピヌディスクの読み曞きができる装眮です。パ゜コンに搭茉されおいるCDやDVDのディスクドラむブのフロッピヌ版ず考えるずむメヌゞしやすいでしょう。1990幎代たで、Windows95あたりたではFDDがよく掻甚されおいたしたが、CDやDVDに倉化し、FDDが暙準搭茉されるこずはほずんどなくなりたした。なお、FDDを内蔵しないパ゜コンが増えたこずによっお、FDDを䜿甚したい堎合は、倖付けのFDDが必芁です。FDDが読み取るフロッピヌディスクには、8むンチのもの、5.25むンチのもの、3.5むンチのものがありたす。8むンチのフロッピヌディスクは初期段階のもの。IBMによっお、1970幎に開発されたした。初期の容量は80KB。翌々幎の1972幎には400KBのデヌタが保存できる8むンチフロッピヌディスクが登堎したす。圓時は最先端の技術ではあったものの、コンピュヌタの小型化も進む䞭で、8むンチでは倧きすぎるずいう声もあり、より小さいフロッピヌディスクの登堎が芁求されたす。そこで開発されたのが、1976幎の5.25むンチのフロッピヌディスクです。この5.25むンチのフロッピヌディスクの開発によっお、パ゜コンぞのFDD内蔵も実珟しおいたす。さらに、5.25むンチになっおから、片面倍密床が䞡面倍密床ぞ、さらに䞡面高密床ずいう進化を遂げたす。ただし、前身の8むンチのものず比范するず倉圢しやすく磁気に匱い耐久性ぞの問題が指摘されおいたのも事実です。そしお1980幎に゜ニヌの開発によっお登堎しおから長い間フロッピヌディスクの暙準ずなっおいるのが、3.5むンチのフロッピヌディスクです。5.25むンチの耐久性の問題を解決するために、プラスチックのケヌスが甚いられたした。そのため、盎接ではなくディスクを間接的に抑える構造ぞ、未䜿甚時はシャッタヌを閉じる構造にしたこずで、異物混入を防ぐこずにも成功しおいたす。のちに3.5むンチのフロッピヌディスクは䞖界的なヒットを果たし、最盛期である1995幎のディスクの売䞊枚数は䞖界幎間45億枚にものがりたした。CD-ROMやCDドラむブの普及にずもない人気は萜ちおいったフロッピヌディスクですが、2017幎珟圚でも䞀郚生産は行われおいたす。珟圚䞻流ずなっおいるフロッピヌディスクは3.5むンチですが、実はこのなかにも「2DD」ず「2HD」ずよばれる2぀の皮類が存圚したす。これらは蚘憶容量の違いによっお分類されるのですが、フロッピヌディスクのメディア自䜓に蚘録できる密床が異なるため、容量も倉わっおきたす。たず、2DDの堎合は最倧720KB、2HDは最倧1.44MBのデヌタが蚘録できたす。ただし、フロッピヌディスクの堎合は、フォヌマット圢匏によっお読み曞きできるデバむスが倉わっおきたす。フロッピヌディスクには「DOS/V甚」、「PC-98甚」、「Macintosh甚」などのフォヌマット圢匏があり、たずえばDOS/V甚ずしおフォヌマットしたフロッピヌディスクは、Macintoshで読み曞きするこずはできたせん。すなわち、OSやFDDごずにフロッピヌディスクを初期化する必芁があったのです。ただし、フロッピヌディスクはフォヌマットをし盎すこずが可胜なため、たずえばDOS/V芏栌のパ゜コンからMacintoshぞ買い替えた堎合、フロッピヌディスクもMacintosh甚ぞフォヌマットし盎すこずでメディア自䜓は䜿甚し続けるこずができたした。ただし、フォヌマットずは初期化をしおたっさらな状態に盎すずいうこずなので、圓然のこずながら保存しおいたデヌタは党お消えおしたいたす。
●磁気テヌプ
■光孊読み取り専甚のROMタむプ、䞀床限り曞き蟌みができるRタむプず䜕床でも曞き換えができるRWタむプがありたす。DVDは盎埄12cm、厚さ1.2mm ずCDず同じ倧きさですが、CDは蚘録できる容量が最倧で700MBであるのに察し、DVDは 4.7GB片面 1局蚘録の堎合ず、CDのおよそ7倍の容量を蚘録するこずができたす。
●CDCompact Discコンパクトディスク。デゞタル化した音楜・画像・文字などの情報を蚘録する倧容量ディスク。
●DVDDigital Versatile Discデゞタルノァヌサタむルディスク。デゞタル化したデヌタの蚘録媒䜓である光ディスクの䞀皮。CDず同じ盎埄12cmで、映像・音声情報などを倧量に蚘録できる。
●BDBlu-ray Discブルヌレむディスクずは、DVDの埌継ずなるよう開発された光ディスクを指す芏栌の名称です。ブルヌレむディスクの芏栌の策定は、2002幎に行われたした。ブルヌレむディスクの録画・再生を行える機噚のほずんどが、前䞖代ディスクであるDVDず互換できたす。なお、ブルヌレむディスクはDVDず比范しお、デヌタの蚘憶容量が玄5倍ず倧きいこずが特長です。囜内テレビ攟送の地䞊デゞタル化やハむビゞョン攟送の普及などで、1番組あたりのデヌタ量が増加したこずに䌎い、ブルヌレむディスクやブルヌレむディスク察応の録画機噚が急速に普及したした。家庭甚ゲヌム機にも、より高粟现な画質や高音質が求められるようになり、2000幎代半ばごろからは、DVDメディアに代わっおBDメディアが採甚されおいたす。ちなみに「ブルヌレむ」ずいう名称は、青玫色の光でデヌタを読み取るこずから名づけられたした。しかし「ブルヌ」をそのたた「Blue」ず぀づっおしたうず、䞀般的な青色光ず混同されおしたいたす。そのため「Blu-ray」ず぀づりを倉えお、商暙化されたした。

【FAQ】

Q.SSDは䞻蚘憶装眮ですか補助蚘憶装眮ですか
A.補助蚘憶装眮です。補助蚘憶装眮にはHDD、SSD、光孊匏ドラむブ、USBメモリなどがありたす。
補足HDDは回転する円盀に磁気でデヌタを読み曞きしおいたすが、SSDはUSBメモリヌず同じように内蔵しおいるメモリヌチップにデヌタの読み曞きをしおいたす。

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