フラッシュメモリ は、一度に大量のデータを消去したり書き換えたりすることができます。デバイスにフラッシュ メモリを組み込むことの利点と欠点について詳しく説明します。
フラッシュメモリとは何ですか?
フラッシュ メモリは、高速でエネルギー効率の高いアクセスと書き換えを実現するために、データをチャンク単位で消去して書き換える 消去可能な読み取り専用メモリ (EEPROM) の一種です。フラッシュ メモリ、またはフラッシュ ストレージは不揮発性であり、アクティブな電源がなくても動作可能です。フラッシュ メモリは技術的には読み取り専用メモリ (ROM) の一種ですが、読み取りだけでなく編集もできる点で従来のROMとは異なります。
フラッシュメモリはどのように機能しますか?
フラッシュ メモリはソリッド ステート チップに組み込まれており、各チップにはフラッシュ メモリ セルの配列が格納されています。フラッシュ メモリは、従来の電気機械的方法ではなく、電気回路を使用してデータを記録します。プロセスは次のとおりです。
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電流はトランジスタを通じて各セルのソース（電気入力）とドレイン（電気出力）の間で流れます。
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トランジスタはオン/オフスイッチ、つまりゲートとして動作して電流の経路を制御します。
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「オン」のトランジスタにより、セル全体に電子が流れ、バイナリ コードで1が格納されます。
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「オフ」のトランジスタは電子をブロックし、0を格納します。
ランダム アクセス メモリ (RAM) などの揮発性メモリは、電源がオフになるとすべてのゲートを0状態に戻し、保存されているすべてのデータを消去します。しかし、フラッシュメモリを含むROMは、各セルに「フローティングゲート」と呼ばれる2番目のゲートを追加することで機能します。電子が「オン」状態のトランジスタを通過すると、一部の電子はフローティング ゲートに付着し、電源の有無にかかわらず、そこに1を無期限に保存します。すべてのタイプの プログラマブルROM (PROM) では、この部分的な電子の損失が発生します。電気的に消去可能なPROM (EEPROM) では、ユーザーがゲートに特定の負の電圧を印加してトランジスタを0に戻した場合にのみ、ゲートは電子を停止します。
フラッシュメモリの種類: NORとNAND
フラッシュメモリには、NORとNANDの2つの基本的なタイプがあります。名前は、各タイプが使用する論理ゲートのタイプを反映しています。論理ゲートは、連携して「if-then」演算を実行し、目的の出力を生成するトランジスタのグループです。論理ゲートの構造によって、可能な入力からどの出力が得られるかが決まります。
-NORフラッシュメモリ。NORはNANDよりも読み取り速度が速く、より正確に読み取りと編集を行うことができますが、バイトあたりの価格は高くなります。ユーザーは主にコード実行のためにNORフラッシュ メモリを選択します。
-NANDフラッシュメモリ。NANDは読み取り速度が遅く、バイトではなくブロック単位でしかメモリにアクセスできませんが、NORよりも安価です。大容量で頻繁に更新されるファイルを保存するのに適しています。
フラッシュメモリの長所と短所
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デメリット: 編集能力。ほとんどのEEPROMの主な欠点は、メモリをバイトごとに編集すると、許容できないほど長い時間がかかることです。フラッシュメモリは、バイトをチャンク、つまり「ブロック」にグループ化することでこの問題に対処し、編集時間を大幅に短縮します。バイトをブロックにグループ化するとプロセスは高速化されますが、特定のバイトを編集する機能が失われることも意味します。コンピュータはフラッシュ チップ上の任意のアドレスから特定のバイトを読み取ることができますが、消去と書き換えはブロック単位でしか実行できません。
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デメリット: 生涯。フラッシュメモリの寿命は無限ではありません。高電圧を印加すると、最終的にはトランジスタが劣化し、フローティングゲートの動作に時間がかかるようになります。ただし、ほとんどのタイプのフラッシュは、少なくとも10,000回の書き換えまでは速度が低下し始めないため、これらの編集をチップ全体に分散させることで、摩耗による機能への影響を制限し、より長期間にわたって実用性を維持できます。
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利点: 効率性。フラッシュ メモリは可動機械部品を使用せずにデータを保存するため、動作に必要なエネルギーは従来のシステムよりも少なくなります。フラッシュメモリは、ハードドライブよりもはるかにコンパクトにデータを保存します。
フラッシュ技術の新たな開発により、フラッシュメモリのバイトあたりのコストは引き続き低下しています。フラッシュ チップは、従来のチップよりも頑丈で落下耐性も向上しており、デジタル カメラやビデオ カメラ、携帯電話、MP3プレーヤー、ノートパソコンなどのモバイル デバイスに最適です。