応用情報技術者 2018年 秋期 午前2 問10
問題文
相変化メモリの説明として、適切なものはどれか。
選択肢
ア：一度だけ書込みが可能な不揮発性メモリ
イ：結晶状態と非結晶状態の違いを利用して情報を記憶する不揮発性メモリ（正解）
ウ：フリップフロップ回路で構成された揮発性メモリ
エ：リフレッシュ動作が必要な揮発性メモリ
相変化メモリの説明 +【午前2 解説】
要点まとめ
- 結論：相変化メモリは結晶状態と非結晶状態の物質の違いを利用した不揮発性メモリです。
- 根拠：相変化材料は加熱により結晶と非結晶の状態を切り替え、電気的特性が変化するため情報を記憶可能です。
- 差がつくポイント：揮発性か不揮発性か、また物理的な状態変化を利用する点を正確に理解することが重要です。
正解の理由
選択肢イは、相変化メモリの基本原理を正確に説明しています。相変化メモリは、相変化材料の結晶状態（秩序ある構造）と非結晶状態（無秩序な構造）の違いを利用し、これらの状態間で電気抵抗が大きく変わる特性を活用して情報を記憶します。この物理的な状態変化は加熱によって制御され、不揮発性であるため電源を切っても情報が保持されます。
よくある誤解
相変化メモリは揮発性メモリと混同されやすいですが、リフレッシュ不要の不揮発性です。また、一度だけ書き込み可能なメモリ（ROMなど）とも異なります。
解法ステップ
- 「相変化メモリ」の名称から「相変化（phase change）」に注目する。
- 相変化が意味する物理的状態の変化（結晶⇔非結晶）を思い出す。
- その状態変化が情報記憶に利用されることを理解する。
- 不揮発性メモリであることを確認し、選択肢を絞る。
- 他の選択肢の特徴（揮発性、フリップフロップ回路、リフレッシュ）と比較して正解を選ぶ。
選択肢別の誤答解説
- ア: 「一度だけ書込みが可能」はROMの特徴であり、相変化メモリは書き換え可能な不揮発性メモリです。
- イ: 正解。結晶状態と非結晶状態の違いを利用し、不揮発性で情報を記憶します。
- ウ: フリップフロップ回路はSRAMなど揮発性メモリの構成要素であり、相変化メモリとは異なります。
- エ: リフレッシュ動作が必要なのはDRAMなど揮発性メモリで、相変化メモリは不要です。
補足コラム
相変化メモリ（PCM）は次世代の不揮発性メモリとして注目されており、NAND型フラッシュメモリより高速で耐久性が高い特徴があります。主に結晶状態は低抵抗、非結晶状態は高抵抗となり、この抵抗差を読み出しに利用します。加熱による状態変化はレーザーや電流パルスで制御されます。
FAQ
Q: 相変化メモリは揮発性ですか？
A: いいえ、不揮発性メモリであり、電源を切っても情報が保持されます。
A: いいえ、不揮発性メモリであり、電源を切っても情報が保持されます。
Q: 相変化メモリの情報記憶はどのように行われますか？
A: 結晶状態と非結晶状態の物理的な相変化を利用し、抵抗値の違いで情報を記憶します。
A: 結晶状態と非結晶状態の物理的な相変化を利用し、抵抗値の違いで情報を記憶します。
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