コンピューターが使用するメモリは、コンピューターがどのように機能し、どれだけ速く実行できるかという大きな部分を占めます。 ただし、コンピューターを構築している場合、何を選択するのか、またはその理由を知るのは難しい場合があります。 そのため、このガイドをまとめました。
メモリに関しては、いくつかの異なる技術があります。 以下に、これらのテクノロジーの概要と、コンピューターに対する意味を示します。
編集者注： 2007年に最初に発行されたこの記事は、2016年11月に更新され、最新のメモリテクノロジーに関する最新情報が記載されています。
ROM
ROMは基本的に読み取り専用メモリ、または読み取りはできるが書き込みはできないメモリです。 ROMは、保存されているデータを永続的に保持する必要がある状況で使用されます。 これは、不揮発性メモリであるためです。つまり、データはチップに「ハードワイヤード」されています。 そのチップは永久に保存でき、データは常にそこにあるため、そのデータは非常に安全です。 ユーザーは情報を中断できないため、BIOSはROMに保存されます。
また、さまざまな種類のROMがあります。
EEPROM
プログラマブルROM（PROM）：
これは基本的に、一度だけ書き込み可能な空のROMチップです。 これは、データをCDに書き込むCD-Rドライブによく似ています。 一部の企業では、特別な機械を使用して、特別な目的のためにPROMを作成しています。 PROMは1956年に初めて発明されました。
消去可能プログラマブルROM（EPROM）：
これはPROMと同じですが、ROMチップの上のセンサーに特定の紫外線を一定時間当てることでROMを消去できます。 これを行うと、データが消去され、書き換えが可能になります。 EPROMは1971年に最初に発明されました。
電気的に消去可能なプログラマブルROM（EEPROM）：
フラッシュBIOSとも呼ばれます。 このROMは、特別なソフトウェアプログラムを使用して書き換えることができます。 フラッシュBIOSはこのように動作するため、ユーザーはBIOSをアップグレードできます。 EEPROMは1977年に最初に発明されました。
ROMはRAMより遅いため、速度を上げるためにROMをシャドウしようとする人がいます。
羊
ランダムアクセスメモリ（RAM）は、コンピューターに関連する「メモリ」という言葉を聞いたときに私たちのほとんどが考えるものです。 これは揮発性メモリです。つまり、電源を切るとすべてのデータが失われます。 RAMはプログラムデータの一時的な保存に使用され、パフォーマンスを最適化できます。
ROMと同様に、さまざまな種類のRAMがあります。 最も一般的な異なるタイプを次に示します。
スタティックRAM（SRAM）
このRAMは、メモリチップに電力が供給されている限り、データを保持します。 定期的に書き直す必要はありません。 実際、メモリ上のデータが更新または変更されるのは、実際の書き込みコマンドが実行されるときだけです。 SRAMは非常に高速ですが、DRAMよりもはるかに高価です。 SRAMは、その速度のためにキャッシュメモリとしてよく使用されます。
SRAMにはいくつかのタイプがあります。
静的RAMチップ
非同期SRAM：
多くのPCでL2キャッシュに使用されている古いタイプのSRAM。 これは非同期です。つまり、システムクロックとは独立して動作します。 これは、CPUがL2キャッシュからの情報を待っていることを意味します。 非同期SRAMは、1990年代に多く使用され始めました。
同期SRAM：
このタイプのSRAMは同期式です。つまり、システムクロックと同期します。 これにより速度は向上しますが、同時にかなり高価になります。 同期SRAMは、1990年代後半に一般的になりました。
パイプラインバーストSRAM：
一般的に使用されます。 SRAM要求はパイプライン化されます。つまり、データの大きなパケットが一度にメモリに再送信され、非常に迅速に処理されます。 この種類のSRAMは、66MHzを超えるバス速度で動作できるため、よく使用されます。 パイプラインバーストSRAMは、1996年にIntelによって最初に実装されました。
ダイナミックRAM（DRAM）
DRAMは、SRAMとは異なり、データを維持するために継続的に書き換える必要があります。 これは、メモリを1秒間に数百回データを書き換えるリフレッシュ回路に配置することによって行われます。 DRAMは安価で小さいため、ほとんどのシステムメモリに使用されます。
DRAMにはいくつかのタイプがあり、メモリシーンをさらに複雑にします。
高速ページモードDRAM（FPM DRAM）：
FPM DRAMは、通常のDRAMよりもわずかに高速です。 EDO RAMが登場する前は、FPM RAMがPCで使用されていたメインタイプでした。 アクセス時間は120 nsで、かなり遅いものです。 最終的には60 nsに調整されましたが、FPMはまだ遅すぎて66MHzシステムバスで動作しませんでした。 このため、FPM RAMはEDO RAMに置き換えられました。 FPM RAMは速度が遅いため、今日ではあまり使用されていませんが、ほとんどの場合にサポートされています。
拡張データ出力DRAM（EDO DRAM）：
EDOメモリには、アクセス方法にさらに別の微調整が組み込まれています。 これにより、1つのアクセスを開始し、別のアクセスを完了することができます。 これは巧妙に聞こえるかもしれませんが、FPM DRAMのパフォーマンスの向上は約30％です。 EDO DRAMは、チップセットで適切にサポートされている必要があります。 EDO RAMはSIMMに付属しています。 EDO RAMは、66MHzより速いバス速度では動作できないため、より高いバス速度の使用が増えるにつれて、EDO RAMはFPM RAMの道を進んでいます。
バーストEDO DRAM（BEDO DRAM）：
元のEDO RAMは、当時出てきた新しいシステムには遅すぎました。 したがって、メモリを高速化するために、メモリアクセスの新しい方法を開発する必要がありました。 破裂は、考案された方法でした。 これは、データの大きなブロックが一度にメモリに送信され、データの各「ブロック」が即時ページのメモリアドレスだけでなく、次のいくつかのページの情報を運ぶことを意味します。 したがって、次の数回のアクセスでは、先行するメモリ要求による遅延は発生しません。 この技術により、EDO RAMの速度は最大で約10 ns向上しますが、66MHzを超えるバス速度で安定して動作する能力が得られませんでした。 BEDO RAMは、EDO RAMをSDRAMと競合させるための取り組みでした。
同期DRAM（SDRAM）：
By Royan –このファイルは、SDR SDRAM.jpg、CC BY 2.5、https：//commons.wikimedia.org/w/index.php？curid = 12309701から派生しています。
EDOが粉々になった後、SDRAMは新しい標準になりました。 その速度は同期です。つまり、システム全体のクロック速度に直接依存します。 標準SDRAMは、より高速のバス速度を処理できます。 理論的には、最大100MHzで動作できますが、他の多くの可変要素が安定して動作できるかどうかに影響することがわかりました。 モジュールの実際の速度容量は、実際のメモリチップとメモリPCB自体の設計要因に依存していました。
変動を回避するために、IntelはPC100標準を作成しました。 PC100標準は、SDRAMサブシステムとIntelの100MHz FSBプロセッサとの互換性を保証します。 新しい設計、生産、およびテストの要件は、半導体企業とメモリモジュールのサプライヤに課題をもたらしました。 各PC100 SDRAMモジュールには、125MHzで動作可能な8ns DRAMコンポーネント（チップ）の使用など、完全なコンプライアンスを保証するための重要な属性が必要でした。 これにより、メモリモジュールをPC100の速度で確実に実行できるようになりました。 また、SDRAMチップは、適切に設計されたプリント回路基板上の適切にプログラムされたEEPROMと組み合わせて使用する必要があります。 信号が移動するのに必要な距離が短いほど、信号は速く実行されます。 このため、PC100モジュールには内部回路の追加レイヤーがありました。
PCの速度が上がると、133 MHzバスでも同じ問題が発生したため、PC133標準が開発されました。 SDRAMは1970年代初頭に初めて登場し、1990年代半ばまで使用されていました。
RAMBus DRAM（RDRAM）：
Rambus、Inc.によって開発され、SDRAMの後継として選ばれたものとしてIntelによって承認されました。 RDRAMはメモリバスを16ビットに狭め、最大800 MHzで動作します。 この狭いバスはボード上の占有スペースが少ないため、システムは複数のチャネルを並列に実行することで速度を向上させることができます。 速度にもかかわらず、RDRAMは互換性とタイミングの問題のために市場で離陸するのに苦労しました。 熱も問題ですが、RDRAMはこれを放散するヒートシンクを備えています。 RDRAMのコストは大きな問題であり、メーカーはそれを実現するために施設を大幅に変更する必要があり、消費者にとっての製品コストは人々が飲み込むには高すぎる。 RDRAMをサポートする最初のマザーボードは1999年に登場しました。
DDR-SDRAM（DDR）：
このタイプのメモリはSDRAMからの自然な進化であり、ほとんどのメーカーはRambusを好んで使用しています。 また、メモリメーカーはオープンスタンダードなので自由に製造できますが、RDRAMを作成するにはRambus、Inc.にライセンス料を支払う必要があります。 DDRはダブルデータレートの略です。 DDRは、クロックサイクルの立ち上がりと立ち下がりの両方でバス上のデータをシャッフルし、標準SDRAMの速度を事実上2倍にします。
RDRAMに対する優位性により、DDR-SDRAMサポートはほぼすべての主要なチップセットメーカーによって実装され、すぐに大半のPCの新しいメモリ規格になりました。 速度は、100mhz DDR（動作速度200MHz）またはpc1600 DDR-SDRAMから、現在の200mhz DDR（動作速度400MHz）またはpc3200 DDR-SDRAMまでの範囲でした。 一部のメモリメーカーは、オーバークロックの観衆に容易にアピールする、さらに高速なDDR-SDRAMメモリモジュールを製造しています。 DDRは1996年から2000年の間に開発されました。
DDR-SDRAM 2（DDR2）：
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DDR2は、従来のDDR-SDRAM（DDR）に比べていくつかの利点があります。主なものは、各メモリサイクルでDDR2が論理（内部）メモリからI / Oバッファに4ビットの情報を送信することです。 標準のDDR-SDRAMは、各メモリサイクルで2ビットの情報のみを送信します。 このため、通常のDDR-SDRAMでは、内部メモリとI / Oバッファの両方が200MHzで動作し、400MHzの外部動作速度に達する必要があります。
論理（内部）メモリからI / Oバッファーにサイクルあたり2倍のビットを送信するDDR2の能力により（この技術は正式には4ビットプリフェッチとして知られています）、内部メモリの速度は実際には200MHzではなく100MHzで実行できます。外部動作速度の合計はまだ400MHzです。 主にこれは、DDR-SDRAM 2が4ビットプリフェッチテクノロジーのおかげで高い合計動作周波数で動作できることです（たとえば、200mhzの内部メモリ速度はDDRの合計外部動作速度をもたらします！） -SDRAM。
DDR2は2003年に初めて実装されました。
DDR-SDRAM 3（DDR3）：
DDR2やDDRを上回るDDR3の主な利点の1つは、低消費電力に重点を置いていることです。 つまり、同じ量のRAMが消費する電力が大幅に少なくなるため、同じ電力量で使用するRAMの量を増やすことができます。 消費電力はどのくらい削減されますか？ DDR2の1.8Vに比べて1.5Vで座っていると、40パーセントも大きくなります。 それだけでなく、RAMの転送速度は800mHz〜1600mHzの範囲でかなり高速です。
バッファレートも非常に高くなります。DDR3の優先バッファレートは8ビットですが、DDR2の優先バッファレートは4ビットです。 これは基本的に、RAMはDDR2の2倍のビットをサイクルごとに送信でき、8ビットのデータをメモリからI / Oバッファに送信することを意味します。 DDR3はRAMの最新の形式ではありませんが、多くのコンピューターで使用されています。 DDR3は2007年に発売されました。
DDR-SDRAM 4（DDR4）：
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次はDDR4です。これにより、電力を次のレベルに節約できます。DDR4RAMの動作電圧は1.2Vです。 それだけでなく、DDR4 RAMは最大3200mHzの高い転送レートも提供します。 さらに、DDR4は4つのバンクグループを追加します。各バンクグループは単独で操作を実行できます。つまり、RAMはサイクルごとに4セットのデータを処理できます。 これにより、DDR3よりもはるかに効率的になります。
DDR4はさらに一歩進んで、DBIまたはData Bus Inversionをもたらします。 どういう意味ですか？ DBIが有効になっている場合、基本的に1つのレーンの「0」ビットの数をカウントします。 4つ以上ある場合、データが反転され、最後に9番目のビットが追加された場合のバイトは、5つ以上のビットが「1」であることを確認します。可能が使用されます。 DDR5 RAMは現在、ほとんどのコンピューターで標準となっていますが、DDR5は2016年末までに標準として確定する予定です。DDR4は2014年に発売されました。
不揮発性RAM（NVRAM）：
不揮発性RAMは、他の種類のメモリとは異なり、電力を失ってもデータを失わないメモリの一種です。 NVRAMの最もよく知られている形式は、実際にはフラッシュストレージであり、ソリッドステートドライブおよびUSBドライブで使用されます。 ただし、欠点がないわけではありません。たとえば、書き込みサイクルの数が有限であり、その数を超えるとメモリが劣化し始めます。 それだけでなく、他の種類のRAMと同じ速さでデータにアクセスできないようにするパフォーマンス制限があります。
閉鎖
言うまでもなく、さまざまな種類のメモリがあります。 このガイドを使用して、さまざまな種類のRAM、それらが行うこと、およびそれらがコンピューターに与える影響を明確にしたいと考えています。
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