コンピュータのワーキングメモリ【RAM】

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「メモリ」と一口に言っても、その区分や種類は多様です。たとえばこの記事で扱う”RAM”というメモリひとつとっても、大きく”DRAM”と”SRAM”に分けることができます。これらは共にコンピュータにとってなくてはならないものです。

この記事では前半はRAMについて、後半はDRAMSRAMについて解説していきます。

RAMとは?


RAM(Random Access Memory:ラム)とは、コンピュータにおいて一時的にデータやプログラムを保持するための半導体メモリのことです。

名称の中の“Random Access(ランダムアクセス)”は、メモリアクセスの際に任意かつ随時、メモリにアクセスできることを意味します。つまり、メモリの任意の場所任意のタイミングでアクセスできるというわけです。

2種類のアクセス方式


ランダムアクセスは「シーケンシャルアクセス」という用語に対するもので、これはメモリの先頭から順番にアクセスする方式のことを指します。

シーケンシャルアクセスを採用する主な実例は磁気テープです。これはカセットテープをイメージしていただくと分かりやすいと思います。

カセットテープで音楽を聴いたり録音したりする時に、いちいち早送りしたり巻き戻したりする必要がありますよね。これはカセットテープがテープの先頭から順番に音楽を録音しているからです。

RAMの用途


RAMはメインメモリ(主記憶装置)として利用され、データやプログラムをCPUと適宜やり取りします。下図のメモリは、実はRAMなのです(後述しますが、正確にはDRAMです)。

1枚でよくわかるプログラム内蔵方式
イメージとしてはこんな感じです。


RAMの性質


RAMの容量が大きいほどコンピュータがサクサク動作しますが、これは一度に利用できるRAMのスペースが広いからです。RAMの容量が大きいほど、より多くの、より重たいアプリケーションを開くことができます。

コンピュータの電源を切ると、RAM上に展開されていたデータやプログラムは消えてなくなります。作業途中でパソコンの電源が落ちてしまってそれまでのデータが消えてしまった経験はどなたにもあるはずです。この性質をデータが蒸発して消えるさまから揮発性といいます。

RAMの種類


ここからはDRAMSRAMについて書いていきます。これらのRAMはそれぞれ用途が異なり、性質にも多少なり差がありますが、共通する事柄は「電源を落としたらデータが消えること」です。それを踏まえてDRAMとSRAMのポイントを押さえていきましょう。

DRAMとは?


DRAM(ディーラム)とは“Dynamic RAM”のことです。後述する「リフレッシュ動作」が必要なことからこの名称がつけられています。

DRAMにはコンデンサという素子が使われます。コンデンサとは、蓄電したり放電したりする電子部品のことです。

DRAMはコンデンサが電気を蓄えている状態蓄えていない状態によってデータを保持します。つまり「0」と「1」の2つの状態でデータをもつことになりますから、原理や構造も単純です。そのため高集積化に適し大容量安価となります。

コンデンサ
イメージ:コンデンサ


ただし放置すると自然放電する特性があります。それを補うため、つまり記憶内容の維持のために「リフレッシュ動作(再書き込み)」が必要となるわけです。

DRAMは主記憶装置、つまりメインメモリとして利用されます。

SRAMとは?


SRAM(エスラム)とは“Static RAM”のことです。こちらはリフレッシュ動作が必要なく電源が供給されている限り記憶内容を保持します。

SRAMはフリップフロップ回路で構成され処理も高速です。フリップフロップ回路は「順序回路」とも呼ばれ、過去の入力に応じて状態が保持されます。ただし構造は複雑高集積化にはコンデンサと比較すると向いていません。そのため比較的小容量高価です。

フリップフロップの回路図


SRAMはレジスタキャッシュメモリとして利用されます。





それでは、今回はここまでといたします。
最後までお読みいただきありがとうございます。


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