記憶装置とは？記憶装置の種類をわかりやすく解説

コンピュータは複雑な処理を出来るデジタル装置に見えますが、コンピュータ内部の動作自体は単純作業の繰り返しです。

保存してあるプログラム内の命令・データをメモリからCPUに読込
CPUがプログラム内の命令・データを処理・実行
CPUが書き出したデータをメモリに保存

となります。

CPUが書き出したデータをメモリに保存するのは一時的で、

電源の有無
補助的記憶装置の種類等々

条件によってコンピュータ内部のデータ保存場所（記憶装置）は変わります。

一つのコンピュータ内部には複数の記憶装置が存在します。

何故、コンピュータ内部には複数の記憶装置が存在するのでしょうか。

理想は一種類の小型で最高速の記憶装置で構成される事が望ましいですが、

コンピュータ内部の物理的な実装の制約
レイテンシ（遅延時間）
スループット
インタフェースの限界等々

の事情により、

小容量・高速の記憶装置
大容量・低速の記憶装置

を組み合わせて、コンピュータ内部の記憶装置を構成していく必要があります。

レイテンシとスループットについて

イテンシ（latency）とは日本語で、

隠れていること
潜伏

という意味です。

コンピュータ界では、デバイスに対してデータ転送等を要求、その結果が返送されるまでの不顕性の高い遅延時間のことです。

レイテンシは、

レジスタ・キャッシュメモリ・メモリ（主記憶装置）の場合・・・ナノ秒単位
HDD・SSD（補助記憶装置）の場合・・・ミリ秒単位

読み取りと書き込みでレイテンシが異なる場合もあります。

スループット（Throughput）とは日本語で、

（一定期間内に処理される）原料の量
情報量

という意味があります。

特にコンピュータ界では、単位時間当たりの処理能力（読み書き）のことを指します。

通常はメガバイト毎秒（MB/sec）等の単位を使います。

レイテンシと同様、読み取りと書き込みで異なる場合もあります。

ネットワーク端末においても実際の通信可能速度をスループットとして
表記することがあります。

この記事では、記憶装置の

特性
技術
構成

についてそれぞれ説明していきます。

記憶装置の特性

記憶装置の特性として

揮発性と不揮発性
動的と静的
書き換え可能か否か
アクセス方法

があります。

揮発性と不揮発性

	揮発性記憶装置	不揮発性記憶装置
電力の有無	情報を保持するには電力供給が必要	電力供給無しでも格納した情報を保持
記憶装置	・キャッシュメモリ・メモリ（主記憶装置）	HDD・SSD 等々（補助記憶装置）
特徴	・キャッシュメモリ・メモリ（主記憶装置）には高速性が求められる揮発性が適当	長期間の記憶に適当

動的と静的

	動的（ダイナミック（Dynamic））	静的（スタティック（Static））
記憶方式	コンデンサの充電状態を使用	論理回路で構成されデータ
リフレッシュ動作（再書き込み）	コンデンサの自然放電によるデータ消失を防ぐために定期的に必要	必要なし
bitあたりのコスト	SRAMに比べて回路が単純で低コスト	トランジスタ数やその配線がDRAMと比べ複雑で高コスト
記憶装置	DRAM	SRAM

特性	読み書き可能	読み取り専用
	RAM （Random Access Memory）	ROM （Read Only Memory）
特徴	情報をいつでも上書き可能	媒体製造時に情報を記憶
記憶装置	・DRAM ・SRAM	・CD-ROM ・DVD-ROM

特性	一度だけ書き込み可能（書き切り媒体とも言われる）	リライタブル
	WORM （Write Once Read Many）	ReWritable
特徴	製造後に一度だけ書き込むことが可能	読み出しは自由、上書きは自由に出来ない
記憶装置	・PROM （Programmable ROM）・CD-R （Compact Disc-Recordable）・DVDーR （Digital Versatile Disc-Recordable) ・改竄防止付SDカード（Write Once SDカード）	・EPROM （Erasable Programmable ROM）・フラッシュメモリ・CD-RW （Compact Disc-ReWritable）・DVD-RW （Digital Versatile Disc-ReWritable）

書き切り媒体はその改竄防止の高さから刑事事件における捜査機関の現物証拠（物証）の記録・保存に使われます。

アクセス方法

	ランダム・アクセス	シーケンシャル・アクセス
	Random・access Random・・・無作為な、手当たり次第な	Sequential・access Sequential・・・連続的な、順序通りな
特徴	任意の位置へのアクセスを一定の時間で実行	決められた先頭位置からしかアクセス出来ない
記憶装置	・キャッシュメモリ・メモリ（主記憶装置）	磁気テープ

記憶装置の技術

記憶装置で応用されている技術には

半導体
磁気
光学
紙

があります。

半導体

半導体記憶装置は、半導体による集積回路【IC】に情報を格納します。

半導体記憶装置は

トランジスタ
コンデンサ等々

で構成されており、

揮発性記憶装置・・・DRAMが多用
不揮発性記憶装置・・・フラッシュメモリのシェアが続伸

があります。

磁気

磁気記憶装置は、

ディスクやテープの表面に塗布された磁性体の磁化パターンを変化させることで情報を記憶
不揮発性
情報へのアクセスに1つまたは複数の読み書き用ヘッドを使用

という特徴を持っており、

ディスクドライブ・・・
- フロッピーディスク
- ハードディスクドライブ（HDD）
磁気テープ装置

があります。

光学

光学記憶装置は、

円板表面の性質を変化させることで情報を格納
半導体レーザーを記録面（表面）に当てて反射光を測定することで情報を読み取る
不揮発性

という特徴を持っており、

読み取り専用媒体
ライトワンス媒体
リライタブル媒体

があります。

読み取り専用媒体	ライトワンス媒体（書き切り媒体）	リライタブル媒体
表面の変化が永久的なもの	一度だけ変化させられるもの	何度も書き換え可能なもの
ROM（Read Only Memory）	WORM（Write Once Read Many）	ReWritable
・CD-ROM ・DVD-ROM ・BD-ROM	・CD-R ・DVD-R ・BD-R	・CD-RW ・DVD-RW ・BD-RE