こんにちは。*くろみー*です。今回の半導体の話題はDRAMとSRAMです。
英語でよくわからない、そもそもコンピュータ関係は横文字多すぎてよくわからないことばかりですよね。解説文にもたくさん英語出てくるの嫌になります。
DRAMとSRAMはパソコンなどで結構大切な役割を果たすものですので、ぜひ理解しておきたいものです。それでは初心者にもわかりやすく解説していきたいと思います。
DRAMとSRAMとは?その違いは?
まずはRAMとROMの違いを理解しましょう。RAMは揮発性メモリです。
まずデータを記憶する働きをする半導体をメモリ半導体と言います。メモリ=記憶なのでそのままですね。それで、このメモリ半導体ですが、大きく2種類あるんです。揮発性と不揮発性です。
揮発=飛んでいく という意味なので、揮発性メモリは記憶が飛んでいく(無くなる)メモリ半導体です。
一方で、不揮発=飛んでいかない という意味なので、不揮発性メモリは記憶が飛んでいかないメモリ半導体になります。
ちょっと専門的に説明すると、
揮発性メモリはRAMと呼ばれていて、データを記録しても、電源を切ると消えてしまうタイプです。
一方、不揮発性メモリはROMと呼ばれていて、電源を落としてもデータを維持できます。
USBメモリ、CD、DVD、SSDなどの馴染みがあるものは一般にROMですね。CD-ROMなんて言葉は聞いたことがあると思います。ROMはずっと記憶が残るので、長期保存用に使われます。
RAMはパソコンのCPUなどに組み込まれていて、高速なデータの出し入れをサポートしていますので、見ることはなく馴染みがないと思います。けど、パソコンの奥深くにいてとても大切な働きをしているんです。
DRAMとは何か
DRAMはRAMという言葉が入っている通り、RAM(揮発性メモリ)の一種で、Dynamic RAMのDとRAMからDRAMと言われます。ダイナミックにデータを出し入れできるメモリ半導体である特性からこの名前がついています。
DRAMの記憶の仕組みは、内部のコンデンサに電荷がある状態を1、ない状態を0とすることで記憶しています。電荷のスイッチをするものがトランジスタです。
従って、DRAMはコンデンサとトランジスタから構成されています。
DRAMの中のコンデンサに電荷(いくつかの電子)を蓄えることができますが、この電荷は時間と共に減っていき(電子が漏れていく)、いずれは無くなってしまいます。電荷がなくなってしまうと情報がなくなってしまいます。
そうなると困るので、DRAMは情報が消えてしまう前に、一度記憶した情報と同じ情報を定期的に入力する必要があります。DRAMはこんな感じで何回も書き直さないといけないので、消費電力が大きいです。ちなみに、この書き直しのことを「リフレッシュ」と言います。
さらに、DRAMの種類は、性能の違いで複数に分類されます。
SDRAM(Synchronous DRAM)、DDR SDRAM(Double Data Rate)があります。DDR SDRAMは、改良がされて、DDR2〜DDR5 SDRAMと進化を続けています。簡単にいうと同時処理ができる高速のモデルが続々出ていているということです。
今の主流はDDR4SDRAMです。DDR5までのハイスペックは必要なく、省電力化が進み、LP DDR SDRAMの供給が進んでいます。LPはLow Powerの略です。
SRAMとは何か
DRAMに似たメモリ半導体でSRAMというものがあります。Static RAMの略です。
SRAMはフリップフロップ回路というものを使っており、記憶した内容は電源を落とさない限りは消えないようになっています。なのでDRAMのように書き直しは不要です。
DRAMとSRAMの違い
DRAMはデータがすぐに消えてしまうので、頻繁に書き直しする必要があります。一方で、SRAMは電源を落とさない限りは、データが消えないので書き直しが不要です。
さらに、SRAMはDRAMよりも読み書き速度が早く消費電力が少ないなど、DRAMよりも性能面では優れています。しかし、価格が高いですし、記憶できる容量を大きくしにくいというデメリットもありますね。
下の表に比較表をまとめました。
DRAM | SRAM | |
読み書き速度 | △ | ◯ |
消費電力 | △ | ◯ |
記憶容量 | ◯ | △ |
価格 | ◯ | △ |
DRAMとSRAMはメリットデメリットありますので、メリットを出し合えばいい仕事できそうですね。
DRAMとSRAMの役割
DRAMが主に活躍する場所は、パソコンの場合だと、CPU(中央演算処理装置)と補助記憶装置(ストレージ)の間に位置する主記憶装置(メインメモリ)として活躍しています。
補助記憶装置というのは、ROM(HDDやSDDなどの大容量のメモリ装置)のことです。
SRAMが主に活躍する場所も、DRAMと同じで、CPUと補助記憶装置の間の主記憶装置として活躍しています。
パソコンはDRAMとSRAMが搭載されています。
DRAMの方がたくさん記憶できますがCPUへの受け渡しが遅い。SRAMは記憶できる情報が限られるが、持っている情報なら早くCPUに渡せる。
DRAMとSRAMはそれぞれの長所を発揮してCPUの演算処理に必要な情報の受け渡しを行なっています。
今回は、DRAMとSRAMについて解説しました。とても大事なメモリ半導体ですのでしっかりおさえましょう。
本サイトでは、半導体に関する基礎を提供しています。興味のある方はご覧ください。
最後まで読んでいただきありがとうございました。
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