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半導体メモリ(はんどうたいメモリ)とは、半導体素子によって構成されたメモリである。磁気コアメモリなどの、より古くから存在するメモリ素子と比較して高速・高密度・低消費電力・大量生産が可能であり低価格に製造もできるなど優れた特徴を持つため、2006年現在ではコンピュータ機器に組み込まれる記憶装置としては最も一般的な素子である。

◆ 基本原理

◆ 種類

◇ 記憶の保持による分類

電源を切ると記憶が失われるものを揮発性メモリ (Volatile Memory) という。一般にRAM (Random Access Memory) と称されるものの多くは、この分類に入る。また、このカテゴリに入るメモリは、ほとんどが、一定時間内にデータの再書き込みを必要とする、ダイナミック型である。

・ SRAM (Static RAM) : スタティック型であり、再書き込み動作(リフレッシュ)は不要

・ DRAM (Dynamic RAM)

  ・ FPM DRAM (First Page Mode DRAM)

  ・ EDO DRAM (Extended Data Out DRAM)

  ・ SDRAM (Synchronous DRAM) / DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM)

  ・ RDRAM (Rambus DRAM) / DRDRAM (Direct RDRAM)

  ・ 1TSRAM (1T-SRAM,CMOSプロセスで作った高速DRAM)

・ 擬似SRAM (PSRAM:Pseudo SRAM,PRAM) : リフレッシュ回路やコントローラを内蔵して、SRAMとピン・信号互換としたDRAM。

電源を切っても記憶が残るものは不揮発性メモリ (Non-Volatile Memory) という。ROM (Read Only Memory) と呼ばれるものは、ここに分類される。

・ マスクROM

・ PROM (Programmable ROM)

  ・ EPROM (Erasable Programmable ROM)

  ・ UV-EPROM (Ultra-Violet Erasable Programmable ROM)

  ・ EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM)

    ・ フラッシュメモリ(フラッシュEEPROMともいう)

    ・* NOR型フラッシュメモリ

    ・* NAND型フラッシュメモリ

    ・** SO型フラッシュメモリ(酸化シリコン型)

    ・** SONOS型フラッシュメモリ(窒化シリコン型)

・ 強誘電体メモリ(Ferroelectric RAM, FRAM(米国ラムトロン社の商標), FeRAM)

・ MRAM (Magnetoresistive RAM)

・ PRAM (Phase change RAM) : 相変化記録技術を用いる。書き込みは素子への熱変化により行う。

・ ReRAM (Resistive RAM) : 電圧パルスにより抵抗が大幅に変化する CMR (Colossal Magneto-Resistance) と呼ばれる素子を用いる。書き込みは素子への電圧パルスにより行う。

◇ 記憶の書き換え方法による分類

・ バスからの通常のRead/Writeアクセスで書き換えが可能なもの(RWM:Read Write Memory)

  ・ DRAM

  ・ SRAM

  ・ FERAM / MRAM / RRAM / PRAM

・ バスから、ある決められた操作手順を行うことにより消去/書き込みが可能なもの

  ・ EEPROM

  ・ フラッシュメモリ

・ デバイスを取り外し、専用の書き込み器に取り付けることで書き込みが可能なもの(高電圧をかけるため)

  ・ PROM 1回限りの書込み(一度書き込み後は消去不能、再書き込みも不能。OTP:One Time Programable)

  ・ EPROM 一定回数(通常は数100から数1,000回)の消去-再書込みが可能

    ・ UV-EPROM 中央に空いた窓からチップに紫外線を照射することで消去可能。消去後は再書き込み可能。

・ 書き換えができないもの

  ・ マスクROM 製造時のマスクにより、配線で情報が固定され変更できない

◇ 記憶のアクセス方法による分類

; ランダムアクセスメモリ(本来の意味のRAM:Random Access Memory)

: ほとんどの半導体メモリが、このカテゴリに入る。任意のアドレスを指定すると、そのアドレスのデータが直接得られる。

: DRAMを代表とする幾つかのメモリは、アドレス指定が時分割されており、行アドレスと列アドレスを別々のサイクルで指定してデータにアクセスする。SRAMやROMに代表されるメモリは、直接アドレス情報を1サイクルで与えてデータにアクセスする為、DRAMに比べてアドレスピン数が多い。

; シーケンシャルアクセスメモリ(逐次アクセスメモリ、SAM:Sequential Access Memory)

: 半導体の場合は一言で言えばシフトレジスタである。目的のデータは、順番にしか取得できない。

◇ 用途を限定した半導体メモリ素子の分類

・ FIFOメモリ 書き込んだ順番でのみ読み出しか可能

・ フレームメモリ ビデオ画面のバッファメモリ用

・ キャッシュメモリ CPUの主記憶装置アクセスの高速化用

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