【基本情報・Chapter6】メモリ

Posted at 2024-08-28

今日はメモリに関する知識をまとめます。
お気づきの点がございましたら、ご指摘いただけると幸甚です。ᐖ

メモリの分類

Random Access Memory
CPUが何らかの処理を行ったり、画面上に何かしらのデータを表示したりするときに使う作業用のメインメモリ（主記憶装置）。RAMのデータは頻繁に書き換えられ、電源が切れると作業に使っていた一時データも消える。

DRAM
Dynamic Random-Access Memory 动态随机存取存储器
半導体素子を利用した記憶装置の一つで、記憶内容の維持のために繰り返し再書き込み動作を行う必要があるタイプのもの。低コストで大容量の製品を製造できるため、主にコンピュータの主記憶装置（メインメモリ）として用いられる。
- 同期DRAM (SDRAM)
- ダブルデータレートSDRAM (DDR SDRAM)
- 拡張データ出力ランダムアクセスメモリ (EDO DRAM)
- ビデオRAM (VRAM)
SRAM
Static Random-Access Memory 静态随机存取存储器
読み書き可能な半導体メモリであるRAMの方式の一つで、一定時間ごとに記録内容の再書き込み処理（リフレッシュ動作）を行う必要のないもの。

Read Only Memory 只读存储器
半導体などを用いた記憶素子および記憶装置の一つで、製造時などに一度だけデータを書き込むことができ、利用時には記録されたデータの読み出しのみが可能なもの。

マスクROM
mask ROM
読み出し専用の半導体メモリ（ROM）のうち、工場での製造時に内容が固定されるもの。製造後の記憶内容の消去や上書き、再書き込みなどは一切できず、単にROMといった場合は本来これを指す。
PROM
Programmable Read Only Memory　可编程只读存储器
- EPROM
  Erasable PROM　可擦除可编程只读存储器
  チップを封入したICパッケージの上面の一部がガラス窓になっている製品で、ガラス部分からメモリチップ表面が覗いている。ここに専用の装置で紫外線を照射すると記録が抹消される。使用時にはガラスをシールなどで覆い、自然光に含まれる紫外線などが当たらないようにする。
- EEPROM
  Electrically EEPROM　电可擦除可编程只读存储器
  電気的に内容の消去・書き換えが可能。
- フラッシュメモリ
  flash memory　闪存
  半導体素子を利用した記憶装置の一つで、何度も繰り返し書き込みができ、通電をやめても記憶内容が維持されるもの。ブロック単位でデータを消去して書き換えることができる。

volatile
RAMなどの電気的な記憶媒体において、一定時間アクセスしなかったり電源を切ると内容が消えてしまう性質のこと。

cache memory　CPU缓存
CPUなどのICチップ内部に設けられた高速な記憶装置の一つ。使用頻度の高いデータを蓄積しておくことにより、相対的に低速なメインメモリ（主記憶装置）へのアクセスを減らすことができ、処理を高速化することができる。

disk cache　磁盘缓存
ハードディスクなどのストレージ（外部記憶装置）にデータを読み書きする際に半導体メモリを経由させることで高速化する技術。また、そのために用いられるメモリ装置。

ライトスルー方式
write through
キャッシュメモリと主記憶を、両方いっぺんに更新する方式。
キャッシュの内容と主記憶の内容のズレが発生しないが、毎回両方に書き込むので、速度が遅くなる。
　　　　　
ライトバック方式
write back
先にキャッシュメモリを書き込み、主記憶は後でまとめて書き変えるという方式。
キャッシュメモリと主記憶の間でデータのずれが発生する可能性があるが、アクセスは一度でいいので高速で通信できる。

hit ratio　缓存命中率
CPU内部のキャッシュメモリに目当てのデータが存在する確率。この値が高いほどデータの読み出しを高速に実行できる。
キャッシュメモリになくて、主記憶装置を読みに行く確率＝１－ビット率

キャッシュメモリを利用したコンピュータの平均的なアクセス時間
$$
実効アクセス時間＝キャッシュメモリのアクセス時間×ヒット率　+　主記憶のアクセス時間×（１-ヒット率）
$$

interleaved memory
コンピュータのメインメモリ（RAM）へのアクセスを高速化する手法の一つで、複数のメモリ装置（メモリバンク/メモリモジュール）をまたぐようにメモリアドレスを割り当て、読み書き動作を同時並行に行う方式。
　　　　　　

メモリインタリーブでは、主記憶装置内を複数の区画（バンク）に分割する。複数のバンクにまたがって連続したアドレスを割り当てることで、連続した領域へのアクセスを同時に行える。

ここまで読んでくれて
お疲れ様です！
ありがとうございました！(⁎ᵕᴗᵕ⁎)