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半導体素子

キーワード

ROM、RAM、SRAM、DRAM、フラッシュメモリ、USBメモリ、SSD

過去問題:「半導体素子」(hs-rom-ram)


CPUやメモリは集積回路(IC)でできていますが,それは情報素子(半導体メモリ)からなっています。またこれは,周辺機器としても使われています。

 ROM(Read Only Memory)非揮発性(電源を切っても記憶は消去されない)
  │ システム内部の回路などに利用(BIOSなど)
  │         消去・書き換え
  ├マスクROM   不可(製造時点で記憶)
  ├PROM     不可(使用者が1回電気的に書き込む)
  ├EPROM    一括(書込みは電気的、消去は紫外線を用いる)
  └EEPROM   ブロック単位やバイト単位がある(電気を用いる)
              フラッシュメモリはEEPROMの改良
              BIOSにはEEPROMが広く使用

 RAM(Random Access Memory)揮発性,メモリに利用
  │     集積度 速度   構 造  リフレッシュ 価格  用途
  ├SRAM  低い 速い フリップフロップ 不要   高価  キャッシュメモリ
  └DRAM  高い 遅い コンデンサ    必要   安価  メモリ
    ├EDORAM 読み出し時の連続転送速度を向上
    └SDRAM  同上,さらに高速,パソコン用メモリの標準

フラッシュメモリ(スマートメディア)
ブロック単位で書き換えができ,しかも非揮発性のメモリです。基本的にはEEPROMですが,内部構造を工夫して,大容量・高速にしたものです。デジタルカメラなどの記憶媒体などに用いられています。
SD(Secure Digital)カード
フラッシュメモリを用いた切手大のカードで,著作権保護機能を搭載。携帯電話などに用いられています。
USBメモリ
フラッシュメモリとUSBポートと一体化したものです。高速で小型のため持ち歩き可能な記憶装置として広く使われるようになりました。
SSD
SSD(Solid State Drive)とは、USBメモリと同様にフラッシュメモリを記憶媒体として用いた記憶装置で、HDDと同じ接続インタフェースを備えたドライブ装置です。
 HDDと異なり機械的に回転する部分をもたないため、
  シークやサーチの時間がかからず高速である
  消費電力が少ない   衝撃にも強い
などの長所があり、高級なノートパソコンでは、HDDをSSDにしているものもあります。
 反面、次の短所もあります。
  書き換え回数に上限があります。1万回程度が限界だといわれている。
  ブロック単位(512KBなど)で書き換えるので、小さな書き換えでは効率が悪い。
  HDDと比べて高価である。

参照:「SSD」

ECC機能付きメモリ

ECC(Error-Correcting Code)とは「誤り訂正符号」のことです。メモリ自体にパリティチェックを行う機構を組み込むことにより、信頼性を高めています。
 その機能を使うかどうかパソコンの問題です。その機能を持っていないパソコンでは、ECC機能付きのメモリを搭載しても機能しません。サーバ用パソコンではこの機能をもち、機能付きのメモリを標準搭載するのが通常です。通常のパソコンもそのようになっているのが多いのですが、安価なパソコンでは非搭載のものもあります。

SoCとSiP

集積回路の集積度が高くできるようになったため、半導体チップの多機能化が進んでいます。それには、SoC(System-on-a-chip)とSiP(System In Package)の流れがあります。
 SoCとは、必要とされるすべての機能(システム)を同一プロセスで集積した半導体チップです。一つのチップにまとめることにより、占有面積の削減、高速化、低消費電力、量産時のコスト低減などの効果があります。
 しかし、SoCを設計して実用化するには長期間かかります。また、歩留まりが悪いし、かなりな量産をしないとコスト高になります。SiP(System In Package)は、プロセスが異なる機能は、個別に最適化されたプロセスで製造し、パッケージ上でそれぞれのチップを適切に配線する方法です。