応用情報技術者 2016年 春期 午前2 問21

DRAMの特性【午前2解説】

正解の理由

解法ステップ

1. 各選択肢が「揮発性／不揮発性」「セル構成（コンデンサかフリップフロップか）」「用途（主記憶／キャッシュ／SSD 等）」のどれを説明しているかを確認する。
2. 「リフレッシュ動作が必要」という記述があれば DRAM と結び付ける（DRAM はコンデンサに電荷を蓄えるためリフレッシュが必要）。
3. 「フリップフロップで構成」なら SRAM（キャッシュ向け）。「NAND/NOR」や「SSD」とあればフラッシュメモリ（不揮発）。「1バイト単位で消去・書込み可能」と明記されていれば EEPROM に近い特徴であることを確認する。
4. 以上の照合で、PC主記憶＝リフレッシュ必要＝DRAM（エ）と判断する。

選択肢別の誤答解説

• ア: 「1バイト単位でデータの消去及び書込みが可能な不揮発性のメモリ」
  → この記述は一般に EEPROM（Electrically Erasable PROM）に当てはまります。EEPROM はバイト単位で書込み・消去が比較的容易ですが、フラッシュメモリは通常ブロック（ページ）単位で消去・書込みを行います。フラッシュと混同すると誤りになります。さらに EEPROM/フラッシュはいずれも不揮発性であり、DRAM の「リフレッシュが必要」「揮発性」とは矛盾します。
• イ: 「不揮発性のメモリで NAND型又は NOR型があり、SSDに用いられる」
  → NAND/NOR はフラッシュメモリの分類であり、SSD や USB メモリなどの不揮発ストレージに使われます。正しくは不揮発性でありリフレッシュは不要。DRAM とは用途・特性が異なります。
• ウ: 「メモリセルはフリップフロップで構成され、キャッシュメモリに用いられる」
  → フリップフロップ（トランジスタで構成されるラッチ）をセルに使うのは SRAM（Static RAM）で、リフレッシュ不要で高速、主にキャッシュメモリに使われます。DRAM の「コンデンサ＋トランジスタ」方式とは構成が異なります。
• エ: 「リフレッシュ動作が必要なメモリであり、PCの主記憶として用いられる」
  → DRAM の特徴を端的に表した記述です。DRAM はコンデンサに電荷を保持する1T-1Cセルが基本で、定期的なリフレッシュ（例：数十ms間隔）が必要な揮発性メモリで、PCの主記憶に使われます。

よくある誤解

• DRAM とフラッシュの混同：両者とも「メモリ」と呼ばれますが、DRAM は揮発性で主記憶向け、フラッシュは不揮発で補助記憶向けです。消去単位（バイト単位かブロック単位か）を基準に区別すると誤りが減ります。
• フリップフロップ＝DRAM という誤認：フリップフロップをセルに使うのは SRAM で、DRAM はコンデンサを用いる点を押さえてください。
• 「リフレッシュ＝書込み」ではない：リフレッシュは保持された電荷を再補充する操作であり、CPU が行う書込みとは目的が異なります。

補足コラム

• DRAM の構造とリフレッシュ：代表的なセルは 1 トランジスタ＋1 コンデンサ（1T-1C）。コンデンサの電荷は時間経過で漏れるため、チップ内部のリフレッシュ回路が各行を周期的に読み出し再書込みして電荷を補充します。一般的なリフレッシュ周期は約 64 ms（仕様により変動）です。
• SDRAM / DDR 系列：現代の PC で使われる DRAM は同期型（SDRAM）で、クロックに同期して動作します。DDR（Double Data Rate）はクロックの立ち上がりと立ち下がりでデータ転送を行い帯域を増やします（DDR、DDR2、DDR3、DDR4、DDR5 と世代進化）。
• 用途の棲み分け：高速だが高価な SRAM は CPU キャッシュ、低コスト高密度な DRAM は主記憶、電源断後もデータを保持するフラッシュや HDD は大容量ストレージに使われます。

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