速度・容量・価格が異なる記憶装置を、うまく組み合わせて階層化したものが「メモリ階層」です。RAMとROMの違い、SRAMとDRAMの使い分けまで、身近なたとえで一気に整理します。
小夜川 ほのか
メモリって、パソコンの机の広さに例えられるんですよねぇ?
紫垣 こはる 先生
いい例えね。
その通りで、主記憶(メインメモリ)が作業机、補助記憶(ストレージ)が本棚にあたるのよ。
星見 めい
つまり、机が広いほど一度にいっぱい広げて作業できるってことじゃん!
紫垣 こはる 先生
そう。
だから主記憶が大きいと、たくさんのソフトを同時に快適に動かせるの。
でもね、記憶装置は一種類じゃないのよ。
蜂谷 まこと
補足すると、CPUに近い順にレジスタ→キャッシュメモリ→主記憶→補助記憶、という順で並びます。
これがメモリ階層ですね。
星見 めい
上にいくほど速くて、下にいくほど…遅い?
蜂谷 まこと
そうです。
上に行くほど高速だけど容量は小さく高価、下に行くほど低速だけど大容量で安価、という反比例の関係になっています。
紫垣 こはる 先生
覚え方は「速いものは小さくて高い、遅いものは大きくて安い」。
あと、CPUがいきなり主記憶を読むと遅いから、間にキャッシュメモリを挟んでよく使うデータを置いておくの。
これが速さの工夫よ。
小夜川 ほのか
なるほどぉ。
ところで、よく聞くRAMとROMって何が違うんですかぁ?
紫垣 こはる 先生
RAMは読み書き自由で、電源を切ると消える「揮発性」。
ROMは基本読み取り専用で、電源を切っても消えない「不揮発性」よ。
星見 めい
マジか。
RAMは消えるのに、ROMは残るんだ。
覚えにくいなぁ…
蜂谷 まこと
対比で覚えると楽ですよ。
RAMは作業中のメモ書き、だから電源オフで消える。
ROMは工場で書き込まれた説明書、だから消えない。
RAMが主記憶、ROMは起動プログラムなどに使われます。
小夜川 ほのか
メモは消えるけど、説明書は残る…わかりやすいですぅ!
紫垣 こはる 先生
そのRAMにも2種類あるの。
SRAMは高速・高価でキャッシュ向き、DRAMは安価・大容量で主記憶向きよ。
蜂谷 まこと
違いの理由は記憶の仕組みです。
SRAMはフリップフロップ回路で保持するので速い。
DRAMはコンデンサに電気をためて保持しますが、放っておくと電気が漏れるので、定期的に書き直す「リフレッシュ」が必要なんです。
星見 めい
Sはスピード(Speedy)で高速、Dはダイナミックでリフレッシュが要る…で覚えとこ!
小夜川 ほのか
じゃあROMの方には種類はないんですかぁ?
蜂谷 まこと
あります。
PROM(1回だけ書込)、EPROM(紫外線で消去)、EEPROM(電気で消去)、そして今主流のフラッシュメモリです。
小夜川 ほのか
フラッシュメモリって、ROMの仲間だったんですねぇ!
USBメモリの中身がそれなんですかぁ?
紫垣 こはる 先生
そうよ。
USBメモリやSDカード、SSDの中身がフラッシュメモリ。
だから電源を切っても消えないし、書き換えもできるの。
星見 めい
補助記憶っていうとHDDもあるよね。
SSDとどっちがいいの?
紫垣 こはる 先生
HDDは磁気ディスクを回して読むから、安くて大容量だけど遅くて衝撃に弱い。
SSDはフラッシュなので速くて静かで衝撃に強い。
価格はHDDの方が安いわ。
蜂谷 まこと
用途で選ぶのが正解ですね。
速さ重視ならSSD、大容量を安く確保したいならHDD、という使い分けです。
紫垣 こはる 先生
整理しましょうね。
記憶装置は速さ・容量・価格のトレードオフで階層化される。
RAMは揮発性で主記憶、ROMは不揮発性で起動用。
RAMはSRAM(速い)とDRAM(主記憶)、ROMの最新版がフラッシュメモリ。
ここまで押さえれば試験はバッチリよ。
ふふ。
確認クイズ
コンピュータの主記憶として使われ、電源を切ると記憶内容が消える揮発性の記憶装置はどれか。
- ROM
- HDD
- RAM
- SSD
こたえを見る
正解: 3. RAM
正解はRAM (Random Access Memory)。主記憶として使われる揮発性メモリで、電源を切ると内容が消えます。ROMは不揮発性の読取専用メモリで電源を切っても残ります。HDDとSSDは補助記憶装置で、どちらも不揮発性のため電源を切っても内容は保持されます。