■ 『フラッシュメモリ』の解説
フラッシュメモリ (flash memory) は、書き換え可能であり、電源を切ってもデータが消えない不揮発性の半導体メモリ。フラッシュEEPROMまたはフラッシュROMとも言う。
EEPROMの一種であるが、従来のEEPROMと違って1バイト単位の書き換えは出来ず、あらかじめブロック単位で消去してから書き込みを行う。
一般にはROMに分類されるが、ROMでもRAMでもない存在として別に分類されている場合もある。
種別
記憶セルを接続する構造によりNAND型フラッシュメモリとNOR型フラッシュメモリなどに分けられ、ともに舛岡富士雄が東芝在籍時に発明した。その後インテルの開発により、NOR型が先行して市場に広がった。NAND型は、高集積化に向いていて、書き込みが高速な利点があるが、1バイト単位の読み出しはできず、ランダムアクセスによる読み出しが低速である欠点を持つ。NOR型は、1バイト単位の読み出しが可能で、高速にアクセス出来る利点があるが、書き込みは低速で、且つメモリセルの構造上、高集積化がNAND型に比べて向いていない。どちらの型も、数キロバイトから数十キロバイトのブロック単位でしか消去・書き込みは出来ない。
NOR型は、マイコン応用機器のシステムメモリに適しており、従来から使用されていたROMを置き換える存在となった。ROMの交換で行われていたファームウェアの更新も、製品の筐体を開けることなく容易に行えるようになっている。NAND型は、データストレージ用に適しており、携帯電話、デジタルカメラ、デジタルオーディオプレーヤーなどの記憶媒体として広く普及しており、それによって価格も低下している。
特性
初期のフラッシュメモリは、1セルあたりのビット数が1ビットであった為、大容量化するとダイのサイズが大きくなり、歩留まりも低下した。そこで1セルあたりのビット数を増やす為、フローティングゲートに入れる電子の数を制御し、また読み出し時には「ゲートに入った電荷に依存してゲート下へ電流を流すための電圧が変わる (Vthが変わる) 現象」を利用する事で、1セルあたりのビット数を増やした物が考案され、これをマルチレベルセル (MLC) と呼ぶ。従来の1セルあたり1ビットのものは、シングルレベルセル (SLC) と呼ぶようになった。速度・書き込み可能回数の面においてはSLCに優位性があるが (Vthの多段判定が不要、等による)、MLCはなによりも大容量化に優位性があり、これにより現在ではNOR型でも、ワンチップで1Gbitを超える製品が市販されている。
消去・書き込みのためにVppとして別電源が必要なもの (二電源系) と、単一電源で動作するものがある。最近では、低容量のROM等には3.3V単一電源のもの、携帯電話のROM用途には1.8V単一電源またはCore 1.8V・I/O 3.3Vのものが多く使われている。
寿命
フラッシュメモリは絶縁体となる酸化膜を貫通する電子が劣化させる為、消去・書き込み可能回数が限られており、通常は100回から300回が限界である。何の対策もされていないと書き込みが特定ブロックに集中するので、数百回程度書き換えると寿命が尽きる。
コントローラチップを集積して消去・書き込みが特定ブロックに集中しないように改良された物でも数万回から数百万回が限度である。また、回路構造上、NOR型よりもNAND型の方が劣化が激しい。
その為、RAMやハードディスクドライブなどに保存される事を前提とした、書き換え頻度の高いデータベースや動作履歴などの保存の用途には適さない。
書き込み可能回数を超えると、ストレージとして認識することができなくなったり、正常な記録ができなくなったり、正常に記録することができたとしても記録内容を維持することができず、記録した内容が壊れたり消えてしまったりする確率が上昇する。
Intelの研究によれば、63nmから72nmのプロセスルールで製造されたMLC(2bit/セル)方式NANDフラッシュメモリ8Gbitチップの場合、1万回の書き換えでエラーの起きる確率が1ビット当たり100万分の1から1000万分の1程度(即ち8Gbitならばエラーの起きるビットは平均1000から100ビット)である。
フラッシュメモリは電子製品であり、電子回路上に実装された形で製品化されているものが大半である。電子製品であるがゆえにフラッシュメモリそのものの故障以外に、電子回路上（コントローラチップなどフラッシュメモリ以外の実装部品も含む）の故障の影響で使用不能に陥ることもある。
保持期間
前述の寿命に達していなくても、書き込まれたデータの保持期間は有限である。これは、フローティングゲートに充電した電子によって情報を記憶するという構造によるもので、メーカーの公称値では、書き換えによって劣化していない状態で10年から数十年となっている。また、これは環境の影響を受け、高温や放射線のあたる環境下においては保持期間は通常より短くなる。
容量単価
フラッシュメモリは、2005年辺りまでは、ハードディスクや光ディスクの容量単価とは比べ物にならないほど高額であり、大きな欠点であった。しかし、2006年頃よりフラッシュメモリ製造会社がこぞってフラッシュメモリを増産しだしたこともあり、フラッシュメモリの価格が大幅にかつ急速に下落していき、価格的な欠点は段々と和らいでいった。ただし、ハードディスクや光ディスクを抜き去るほど容量単価は下落してはいない。
詳細は後述するが、この急激な価格低下はフラッシュメモリ製造メーカーの経営に大きな打撃をもたらした。（メーカーの経営状態を参照）
メーカーの経営状態
前述のように、2006年頃よりフラッシュメモリが急速に価格低下していった。この急速な価格低下の影響で、フラッシュメモリ大手の東芝は打撃を受けていると報じられている。また、フラッシュメモリ専業大手のスパンションは、価格下落と世界的な景気の低迷の影響もあって採算が悪化、会社更生法の適用を申請した。
フラッシュメモリを採用するストレージ（規格）
以下の電子媒体には、データ記録用装置としてフラッシュメモリが組み込まれている。
- USBメモリ
- メモリーカード
- Flash SSD - 下記「ハードディスクからの転換」の項目も参照
ハードディスクからの転換
パソコン用デバイスとしてのフラッシュメモリは、当初ユーザーの操作で書き換え可能なBIOSを持ったマザーボードへの利用など表面に出ない用途だったが、やがてUSBメモリなどによるフロッピーディスクの代替としての利用が始まり、書き換えに対する耐久性の向上（ハード的な技術向上やソフト的に書き換える部分を集中しないようにする工夫-ウェアレベリング）、大容量化・低価格化・高速化が進み、徐々に大容量記憶装置としての役割を担うようになっていった。
2004年には、小容量ながらパソコンに内蔵してハードディスク (HDD) 同様ドライブとして使用できるFlash SSDが登場。自作派のユーザーたちに浸透していった。2006年には、HDDを搭載しないでFlash SSDを搭載しているメーカー製小型ノートパソコンが登場した。2007年発売の『Windows Vista』からは、USBメモリをHDDのキャッシュメモリとして使用するWindows ReadyBoost機能、2009年発売の『Windows 7』からはFlash SSDはHDDとは別のデバイスとしてサポートされるようになっている。
ノートパソコンには機器の小型化および軽量化、省電力化、衝撃に対する強さが要求される。フラッシュメモリはハードディスクと比較してこれらの要素で優れており、さらに物理的な動作がないので静音化ができ、また高速にアクセスできるという利点も持つ。ただし低価格化が進んだとは言え、容量単価の点では依然としてハードディスクが有利であり、フラッシュメモリ搭載ノートパソコンはハードディスク搭載モデルと比較して割高な価格設定になりやすく、また2009年現在ではハードディスクほど大容量化されてはいないので、価格を度外視しても容量が少なくなりがちになる。
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分かりやすい！(参考になった人 0/0 人)
素人には、それって何？という世界のフラッシュメモリ。 技術の話になるともう分かりませんが、この本の技術についての記述はかなり分かりやすかったです。とても親切で理解しやすい比喩が良かったです。 市場の構成や動向もお陰でよく分かりました。 驚くのは、この本はちょっと昔の本ですが、現在の状態を考えるとこの本での未来の予想はシリコンディスクのことを抜かせばよく当たってました。 読む分量としてもしんどくない程度なのも良かったです。 フラッシュメモリーはこれ一冊でＯＫ(参考になった人 2/6 人)
携帯電話やデジタルカメラに欠かせないＩＣであるフラッシュメモリーの現状をあますところなく伝えている。フラッシュメモリーはこれだけ現代の電子機器に欠かせない重要なデバイスにもかかわらず、技術的内容や市場の動向まで網羅した書はなかった。しかし本書でフラッシュメモリーはすべてＯＫである。 |
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お買い得(参考になった人 46/56 人)
amazonプライムで5170円で買いました。 近辺の電気店では、８GBだと どの店でもどのメーカのカードでもClass４でも１００００円前後の値段で、８GBの購入は当分無理だと思っていたところでした。 Class6でこの値段は安いと思います。 ハイビジョンビデオカメラのCanonのiVIS HF10でムービーの記録用に使っています。 FXPモード（17Mbps）でも、記録、コピー、パソコンへの転送と 全て問題ないです。 SPモードで2時間20分ほど記録できるので、買い足したいと思っています。 ニンテンドーDSi用に購入(参考になった人 26/31 人)
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SanDisk MemoryStick Pro Duo 8GB SDMSPD-8192-J95 | ||
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3000円で8ギガは安い(参考になった人 25/31 人)
PSP-1000用に購入しました。 CrystalDiskMark 2.2 (C) 2007-2008 hiyohiyo Crystal Dew World : http://crystalmark.info/ -------------------------------------------------- Sequential Read : 16.809 MB/s Sequential Write : 7.639 MB/s Random Read 512KB : 16.518 MB/s Random Write 512KB : 1.815 MB/s Random Read 4KB : 3.786 MB/s Random Write 4KB : 0.020 MB/s Test Size : 100 MB Date : 2009/09/09 12:18:30 予想していたより速かったのでよかったです。 偽物に気をつけて(参考になった人 56/70 人)
はっきり書くと掲載されないので、(それ自体おかしいのですが)新品をお勧めします。中古はタイトル通りです。 |
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コンテンツ提供: Amazon.co.jpアソシエイト
■ 『フラッシュメモリ』の解説 by はてなキーワード
flash memory
電気的に消去（書き換え）できるROM。電源を切ってもデータは消えない。EEPROMを改良したメモリで、ブロック単位で消去／書き込みができるようになっている。
PC互換機では、マザーボードのシステムBIOSを格納するのにフラッシュメモリが使われるようになってきた。これはシステムBIOSのアップグレードを簡単にするためだ。EPROMの場合、PCのケースを開けて古いROMをソケットから抜き、メーカーから送られてきた新しいROMに差し替えるといった面倒な作業が必要になる。しかしフラッシュメモリなら、専用ユーティリティを実行して、フロッピーに格納されている新しいBIOSのコードをフラッシュメモリに書き込むだけでアップグレードできる。
他の用途としては、ハードディスクよりずっと高速な半導体ディスクに用いる場合がある。ただし、EEPROMと同様に消去／書き込み回数には上限があるため、特定のブロックに書き込みが集中しないよう、ハードウェアまたはソフトウェアで対処する必要がある。
出典: はてなキーワード