DRAM

でぃーらむ

読み書きが自由に行えるRAMの一種で、現在のコンピュータの主記憶装置の主流である。

pixivで「DRAM」のイラストを見る

pixivで「DRAM」の小説を読む

pixivで「DRAM」のイラストを投稿する

pixivで「DRAM」の小説を投稿する

目次 [非表示]

1 概要

2 記憶原理

3 主なDRAM

3.1 SDRAM

3.2 eDRAM

3.3 RDRAM

3.4 XDR DRAM

3.5 擬似SRAM

4 外部リンク

概要

DRAM（Dynamic Random Access Memory）は、自由に読み書きができる半導体記憶素子（RAM）のうち、書き戻し操作が必要なものを指す（書き戻し操作が不要なものがSRAMである）。

SRAMに比べて大容量化が容易で、価格が安価であることから大量に使われ、現在のコンピューターの主記憶装置（メインメモリ）やVRAMの主流となっている。値動きが激しく、フラッシュメモリと並んでDRAMの市場価格は社会的に注目を集めることが多い。

パソコンなどでは、DRAMモジュール（メイン画像にあるようなもの）を主基板上のソケットに挿入することでDRAMの交換・増設ができるようになっているが、スマートフォンなどと同じLPDDRチップを採用した一部のノートパソコンなどはマザーボード直付けで増設ができない。Appleシリコンを搭載した近年のMacintoshではSoC直付けになっている。

記憶原理

電荷を蓄えるコンデンサ(キャパシタ)と、スイッチ用の電界効果トランジスタ(FET)がセットになっており、これをメモリセルという。記憶はコンデンサに電荷を蓄えることで行われ、メモリセル1個あたり1ビットを保持できる。キャパシタに貯めた電荷はすぐに失われるため、記憶保持には常に書き戻し(リフレッシュ)をしなければならない(DRAMに内蔵した制御回路がこれを行う)。

DRAMチップはメモリセルを格子状に詰め込み、信号増幅のためのセンスアンプに制御回路と入出力回路を一体化した構造になっている。CPUからDRAMにデータの読み書きの命令が入ると、制御回路が行(Row)アドレスと列(Column)アドレスでメモリセルの位置を指定し、読み書きを行う。読むとデータが消える「破壊読み出し」であるが、制御回路が書き戻すため、CPUがそれを意識する必要はない。

主なDRAM

SDRAM

「Synchronous DRAM」の略。

システムバスに同期(シンクロ)して動作するDRAM。現在のパソコン向けの主流であるDDR SDRAMシリーズや、スマートフォン・組み込み向けの主流であるLPDDRシリーズ、ビデオカード用のGDDRシリーズはこれの派生型に当たる。

なお、LPDDRやGDDRの各世代は、同じ数字のついたDDRシリーズの派生規格...というわけではない。GDDR5(2008年量産開始)とLPDDR5(2019年標準化)とDDR5(2020年標準化)はそれぞれ全くの別物であって、「LPDDR5はDDR5の派生規格」といった解説は誤りである。LPDDRシリーズは基板に直接実装しなければならずメモリモジュールの増設ができないものの、同時期のDDRシリーズと比べ低電力な上、絶対性能でも優れるため、パソコンでの採用も増えている。

eDRAM

メインのプロセッサ(CPUやマイクロコントローラ)と同一のチップに実装したDRAM。通常のDRAMは製造工程の違いによりメインのプロセッサと別チップで実装する必要があるが、eDRAMは単一ダイに統合することで高速なアクセス速度やコストダウンを実現したものである。機器組み込み向けに採用されるほか、SRAMの代用としてキャッシュメモリ用に使われる。

RDRAM

Rumbus社が開発していたDRAM。

「一筆書き」状の配線で単純な構造ながら広い帯域を確保できるのが特徴。ただしその構造ゆえに全部のソケットにメモリモジュール(RIMM)もしくは配線用のモジュール(CRIMM)を挿す必要がある。

パソコン市場ではRDRAMを採用したintel 820が「黒歴史」と呼ばれるほど冴えないものになってしまったが、ゲーム機ではNINTENDO64やPlayStation 2に採用されいずれも一定の成果を挙げている。

XDR DRAM

上記のRDRAMの後継でDDR2 SDRAMに対抗して開発された。

XDRとはeXtreme Data Rateの略で、その名の通り1クロックで8bit転送する事でデータ転送レートをベースクロックの8倍にまで引き上げるという特性を持つ。

PlayStation 3に採用され、同機が400MHz(メモリのベースクロック)×8Bit(1クロック当たりのデータ転送量)×16bit(1チップ当たりのメモリのバス幅)×4(搭載されているチップの数)で204.8Gbit/s(=25.6GB/s)の帯域を実現している。

擬似SRAM

SRAM風に使えるDRAM。アクセスレイテンシ(CPUの命令が入ってから実際にデータが読み書きされるまでの時間)が少ないのが特徴で、この一種の1T-SRAMがゲームキューブやWii、アーケード基板の「トライフォース」などに採用されていた。ただし帯域(一定時間あたりに読み出せるデータ量)が若干ネックになっている。またSRAMやeDRAMのようにメインの回路と混載できるため組み込み用にも採用されている。