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（01/08/14）  ('02/06/15一部追加)

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メモリって？｜ キャッシュメモリ？｜ メインメモリ？｜ メインメモリの規格と特徴｜

主流メモリのデータと対応チップセット ｜ 用語｜

• メモリって？ (主にRAM）
  メモリは，システムが稼働中に，データを一時的に記憶しておくために使用します。
  現在どんな作業をしているかとか，どんな仕組みのオペーレータ(OS)を使用しているか等を保持しています。
  それには，RAM（Random Access Memory）という，データを一時的に保存するための電子部品を使用します。CPUに接続して，書き込みと読み出しの両方ができるものを使用します。一時的というのは，電源を切ると内容が消えるためです。容量は，バイトという単位で表わします。他にBIOSなどを保存するROM（Read Only Memory）もありますが，ここでは省略します。通常，パソコンでメモリといえば，メインメモリのことをさします。また，【CPU編】でも触れたキャッシュも，れっきとしたメモリです。

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• キャッシュメモリ
  キャッシュメモリには，1次キャッシュ(L1)と2次キャッシュ(L2)などシステムに応じたキャッシュが存在します。このキャッシュメモリは，主に，CPUの演算に使用（L1）されたり，CPUとメモリ間のデータ転送速度を改善して処理速度を上げるために実装(L2)されたりします。
  それを可能にしているのは，SRAM（Static Random Access Memory）という非常に高速なRAMを使用してるからです。これは，SRAMが蓄積しているデータを保持するための操作（リフレッシュ操作）がいらないという構造上の特徴をもっているため高速化できる訳です。

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• メインメモリ
  OSやアプリケーションプログラムデータを記憶する装置で，これらを実行する為に利用する作業用メモリということが出来ます。というのは，パソコンは電源が入り，ハードディスクやフロッピーディスクから，メインメモリにデータ屋プログラムが読み込まれて初めて使えるようになるからです。ここではデータはあくまで一時的に保存されているだけで，いったん電源を切るとすべて消去されます。
  メインメモリには，DRAMを使用します。DRAMは，SRAMを使用したキャッシュメモリより読み書き速度は低速ですが，記録密度についてはSRAMの約4倍の密度を実現できます。近年のパソコンは，大容量のメモリを利用するため，単位容量あたりのコストが低いDRAMを利用しています。

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• メインメモリの規格と特徴
  メインメモリは，あらかじめ定められた規格によって，決められたモジュール（形状）上に，幾つものメモリチップを搭載して提供されています。（チップの規格と枚数によって容量が判ります。）
  現在PC/AT互換機に利用されるメモリには，概ね３種別，５つの規格があります。必要な規格は，使用するCPU，マザーボードによって決まってきます。以下を参考にしてください。
  

  RIMM (Rambus Inline Memory Module) RIMMはRumbus（ラムバス）社が開発した技術を使って作られたメモリ規格。 DRDRAM (Direct Rambus  DRAM) と呼ばれる。専用メモリモジュールであるため，他のメモリとの互換はない。Intelが採用し，Pentium III 用の i820 / i840 チップセット，Pentium４用の i850で利用する。DRDRAM(PC800の場合)は，一度に読み出せるデータは16bit。動作クロック400MHzで，データはDDR SDRAMと同じように１クロックに２回なので，１秒間に400M回×２個のデータの読み出しが可能。 DRDRAM (PC800) ： 16bit× 400M回 ×２個 ＝12800Mbit／秒 ＝1600Mbyte/秒 ＝1.6Gbyte/秒 ということになる。 bit数が少ない分，入力用のピン数が少なくて済み，そのぶん他のピンに回すことができる。その分，バンク数は３２個と，DRDRAMの８倍になっている。高クロックで動作可能。 Rambus社では，「今後バスクロックを2002年に533MHz(PC1066 RDRAM)、2005年に600MHz(PC1200 RDRAM)にする。これと並行してRIMMのバス幅を2倍の32bitおよび4倍の64bitに拡大する。」としており，２００５年には，9.6Gbyte/秒 のバンド幅のものが生産できるとしている。SDRAMではとうてい実現できない技術だ。他方，Intel は，2001年中に i845 という，SDRAM 仕様のPentium４用チップセットを出す。いったんRDRAMに見切りを付けたかたちだ。今後の動向は微妙。 DIMM (Dual In-line Memory Module) 従来の拡張メモリであるSIMMは32bit単位でアクセスしていたが，DIMMでは倍の64bit単位でアクセスする。そのため，Pentium以降のシステムでも，１枚の装着で動作する。ピン数も168ピンと多くなっている。現在は，SDRAM / VC SDRAM / DDR SDRAM ３種類がある。 ★ SDRAM （Synchronous DRAM） Pentiumシステムでは430VXチップセットがサポートしたが，効果が少ないのと生産数が少なく高価であったためあまり利用されていなかった。また，この頃のDIMM(SDRAM)は，駆動電圧が5Vであるため，現在の3.3Vシステムでは利用できない。 SDRAMでは，メモリのバスが一定周期のクロック周波数に同期して動作して，同時に複数のアドレスへアクセスできるため，従来のSIMMより高速にデータを読み書きできる。また，クロックが高速なほど高いパフォーマンスが得られる。 ★　VC SDRAM NECが開発したバーチャルチャネル・アーキテクチャにより動作速度が高速化されたSDRAM。メモリチップの中に高速に動作する回路を内蔵し，そこに一時的にデータを蓄えることにより，通常のSDRAM よりも高速にデータの入出力ができる。しかし，SDRAMとの互換性はない。専用のマザーボードが必要。またバーチャルチャネル・アーキテクチャは他の製品にも適用できる為，DDR SDRAM などに適用される可能性もある。VIAのApollo Pro133A / Apollo KX133 / KT133やSiS 630等がサポート。 ★ DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) 従来のSDRAMを改良し，クロックの立ち上がりと立ち下がりの双方を利用して，１クロックで２回のデータ転送を可能にした。理論上は，メモリ帯域で，PC133のメモリ帯域が1GB/sであるのに対して，DDR266を搭載したPC2100のメモリ帯域は2.1GB/sになるが，単純２倍のパフォーマンスと言う訳にはいかない。これは，SDRAMでもDDRSDRAMでもDRDRAMでも最初のアドレスが決まってからこの増幅という動作を行うため，はじめにデータが出てくるまでの時間はどのメモリも大体変わらないことに起因している。その後の動作/帯域幅が大きいという差で競っているにすぎない。 DDR SDRAMの供給電圧は，2.5 V。184 ピン。モジュール自体は従来の SDRAM とほとんど変わらないが、SDRAMには 2 つ付いていたノッチ(窪み)が DDR SDARM では 1 つになった。 他のメモリがデータクロックスピードで表すのに対し，DDR SDRAMは，PC1600 と PC2100 のように，実現可能な最高データ転送速度を MB/ 秒 で表す。したがって PC1600は， (32 ビット * 2 * 100 MHz = 1600 MB/ 秒)，そして，PC 2100 は，(32 ビット * 2 * 133 MHz = 2133 MB/ 秒) に相当する。 SIMM (Single In-line Memory Module) メインメモリ用SIMMは，30ピンと72ピンという端子数の違う2種類のSIMMが使われていた。 Pentium/MMX Pentium/Pentium Pro までのシステムで利用されていた。 データバス幅はパリティを含めて，それぞれ8+1、32+4bit。このため，30ピンSIMMでメインメモリを増設する場合，386DXや486のシステムでは最低でも4枚単位で使用しなければならない。この頃，72ピンSIMMに移行されていった。72ピンSIMMなら，486システムで１枚。Pentiumシステムで２枚単位の増設で良いため，使用するSIMMの枚数やスロット数を減すことが出来た。 FPM DRAM（Fast Page Mode DRAM）や，EDO DRAM（Extended Data Out DRAM）等があった。 FPM DRAMでは，外部デバイスが読み出しデータを完全に読み出すまで，CAS信号を有効にしておく必要があり，これが高速ページモードでのサイクルタイムが伸びない原因となっていた。この問題を解決してデータを出力するタイミングを改良することで高速化したのがEDO DRAMである。この2つはマザーボード上では完全互換。（供給電圧5V）

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主流メモリのデータと対応チップセットなど

　

種類	特徴	規格	動作クロック	バス幅	バンド幅	サポートチップセット
SDRAM (Synchronous DRAM)	FSBクロックと同期動作。複数アドレスにに同時アクセス可能。１クロックの立ち上がり時のみ転送。	PC100	100MHz	64bit	800Byte/s	440BX / i810  / i815(E/EP) / i845 / VIA Apollo Pro133A / KX133 / KT133 / SiS 630 / AMD 750 等
		PC133	133MHz	64bit	1GByte/s
DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM)	通常のSDRAMに，１クロックで２回転送に拡張。	PC1600	100MHz	64bit	1.6GByte/s	AMD760 / MAGiK1/ SiS735 / AMD760MP / KT266 /KT133A / Crush18 / Apollo Pro266 / SiS635 / AladdinPro5 / 845E /845G/ i815 B Step 等
		PC2100 （DDR266)	133MHz	64bit	2.1GByte/s
		PC2700 （DDR333)	166MHz	64bit	2.7Gbyte/s	KT333 / SiS745 / P4X333 / nForce2 / SiS645DX / KT400 / i845GE / i845PE / SiS648 / P4X400
		PC3200 (DDR400)	200MHz	64bit	3.2Gbyte/s
RDRAM (Rambus DRAM)	DDR SDRAMと同様，１クロック２回の転送。現在16bit転送だが，高クロックで動作し，将来的にはクロック/バス幅ともに拡張予定。 PC1066以下では2枚同時使用で左記の2倍のバンド幅で動作する。	PC600	266MHz	16bit	1GByte/s		i820  i840  i850  i860
		PC700	356MHz	16bit	1.4GByte/s
		PC800-45	400MHz	16bit	1.6GByte/s	tRAC 45ns
		PC800-40	400MHz	16bit	1.6Gbyte/s	tRAC 40ns	i850 / i860 / i850E
		PC1066	533MHz	16bit	2.1Gbyte/s	tRAC 32/35ns	i850E
		RIMM4200	533MHz	32bit	4.2Gbyte/s	tRAC 32ns	(i850E)

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CAS（Column Address Strobe、キャス）
メモリの列アドレスを指定する信号のこと。RAS→CASの順に信号を送ることで，指定されたアドレスのデータが出力される。

CAS Latency（キャスレイテンシ）
略してCLと表記されることが多い。CAS信号が有効になったときから，実際にデータの読みとりが可能になるまでのクロック数。数値が少ないほどアクセス速度は速い。

RAS（Row Address Strobe、ラス）
メモリの行アドレスを指定する信号のこと。EDO DRAMやSDRAMでは、まずRASを指定したあとCASを送ることで，指定されたアドレスのデータが出力される。

クロック信号
CPUやSDRAMなどは，外部から供給される信号（クロック）に合わせて動作する。その動作タイミングの基準となる信号をクロック信号と呼ぶ。

スループット
PCが単位時間内に処理できる情報量のこと。システム全体の実効的な処理速度を表す。

ECC (Error Correcting Code,Error Checking and Correcting)
メモリへのアクセスエラーを検出し訂正する機能。 パリティチェックはエラー検出はするが訂正はしない。

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