半導体メモリ（RAMとROM)

はじめに

基本情報技術者試験対策にて学習した、「半導体メモリ（RAMとROM）」について憶えておきたい要点をまとめました。

メモリの種類

1. RAM（Random Access Memory）

自由に読み書きできるメモリ。
電源を切ると記憶していた内容が消えてしまう特性（揮発性）を持つ。

• DRAM（Dynamic RAM）
  主記憶装置（メインメモリ）に用いられる。
  ※主記憶装置…CPUが処理を実行するために必要な情報を一時的に記憶する

＜特徴＞
低速、リフレッシュ動作が必要、大容量で安価

＜構造＞
トランジスタ1つとコンデンサ1つで構成されたメモリーセルにて、コンデンサの電荷を保持することでデータを保存している。各セルに対してBit線とWord線が対応しているため、個別に選択することで各セルに対してランダムアクセスが可能となる。
メモリーセルのコンデンサから常に電荷が漏れ出てしまうため、定期的に電荷を補充する必要がある。（リフレッシュ動作）
※リフレッシュ動作…記憶素子に内容を記憶してから時間がたつと次第に内容が失われていくため、一定時間ごとに同じ内容を記録し直す動作

コンデンサ回路にて構成され、単純な構造のため高集積化することが出来る
→大容量で安価

• SRAM（Static RAM）
  キャッシュメモリに用いられる。
  ※キャッシュメモリ…CPUと主記憶装置の速度差によるCPUの待ち時間を短縮するため、CPUと主記憶装置の間に配置し、一度主記憶装置から読み込んだデータは高速なキャッシュメモリから取得することでCPU性能の向上を図る。

＜特徴＞
高速、リフレッシュ動作は不要、小容量で高価

＜構造：フリップフロップ回路＞
否定と否定論理積で構成される回路。
2つのトランジスタで構成されており、入力が1なら出力は0、入力が０なら出力は１といった動作をする。電流の流れ方によって０と1の2つの状態を安定的に格納することが可能であり、電源が供給されている限り記憶を保持できるため、リフレッシュ動作は不要。

フリップフロップ回路で構成され、複雑な構造で集積度を高めにくい
→小容量で高価

2. ROM（Read Only Memory ）

読み出し専用のメモリ。
電源を切っても記憶していた内容が消えない特性（不揮発性）を持つ。
起動・制御の土台となるプログラムや設定を意図せず変化しないように保持する役割。保持性や再現性を重視する。

• マスクROM
  書き込み・消去は不可。製造時に書き込まれた後、利用者は変更できない。

• PROM（Programmable ROM）
  消去・上書きは不可。一度だけ記録することが出来る。
  →試作時や小ロット品に用いられる

• UV-EPROM（UV-Erasable PROM）
  書き込みも消去も可能。紫外線を照射することで消去が出来る。
  →開発検証環境にて用いられる

• EEPROM（Electrically EPROM）
  書き込みも消去も可能。電圧をかけて部分消去が可能。消去・書き込みは1byte単位で行うことが出来る
  →小容量での更新が必要な場面にて用いられる

• フラッシュメモリ　
  書き込みも消去も可能。電圧をかけて全消去・部分消去が出来る。書き換えはブロック単位で、消去後に書き込むことが出来る。
  →ファームウェアの格納やストレージなどに広く用いられる
  具体例）ハードディスク、USBメモリ、メモリカード（SDカード）

最後に

メモリに関する問題は頻出のため、それぞれのメモリの特徴と何に使用されているのかを整理して憶えたいと思います。

参考文献

• 栢木厚 (2025)『令和08年　イメージ＆クレバー方式でよくわかる　かやのき先生の基本情報技術者教室』株式会社技術評論社
• 組込み技術ラボ｜押さえておきたいDRAMの基礎 Part 1：読み書きの原理と内部構造 (参照 2026-07-15）
• アイアール技術者教育研究所 ｜ 3分でわかる SRAMの構造と動作原理、DRAMと違い(参照 2026-07-15）
• ITを分かりやすく解説｜メモリの種類（RAM、ROM)がわかる【基本情報技術者試験対策】(参照 2026-07-15）
• ネットアテスト ｜ ROMとは？10分でわかりやすく解説(参照 2026-07-15）