基本情報技術者 2014年 春期 午前(科目A) 問21
問題文
フラッシュメモリに関する記述として、適切なものはどれか。
選択肢
ア:高速に書換えができ、CPUのキャッシュメモリなどに用いられる。
イ:紫外線で全内容の消去ができる。
ウ:周期的にデータの再書込みが必要である。
エ:ブロック単位で電気的に内容の消去ができる。(正解)
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フラッシュメモリの消去単位と特性【午前解説】
正解の理由
フラッシュメモリは内部構造上、セルの論理的なまとまり(ブロック/セクタ)単位で消去(erase)を行い、その操作は電気的(電圧印加)により行われます。これにより「ブロック単位で電気的に内容の消去ができる」という記述が正しいです。NAND型・NOR型ともに消去はブロック単位で行うのが一般的で、個々のバイトを丸ごと消去することはできません(書込みは部分的に可能な場合もありますが、消去はまとまり単位)。
解法ステップ
- キーワード抽出:「フラッシュメモリ」「書換え」「紫外線」「周期的に再書込み」「ブロック単位で電気的に消去」。
- 各キーワードをメモリの種類に対応付け:SRAM/DRAM/EPROM/EEPROM/フラッシュの特徴を思い出す。
- 選択肢ごとに該当するメモリの特徴と照合し、矛盾する記述を除外する。
- 消去方式と消去単位に関する知識(UV消去はEPROM、電気的かつブロック単位はフラッシュ)で正答を確定する。
選択肢別の誤答解説
- ア: 高速に書換えができ、CPUのキャッシュメモリなどに用いられる。
→ 誤り。CPUキャッシュは高速なSRAM(揮発性)を用い、フラッシュは不揮発性で書込みはSRAMより遅い。 - イ: 紫外線で全内容の消去ができる。
→ 誤り。これはUV消去を行うEPROMの特徴。フラッシュは電気的消去でUVによる消去は行わない。 - ウ: 周期的にデータの再書込みが必要である。
→ 誤り。DRAMのリフレッシュと混同しやすいが、フラッシュは定期的な再書込みを必要としない。ただし書換え回数の上限がある点に注意。 - エ: ブロック単位で電気的に内容の消去ができる。
→ 正解。フラッシュは電気的に消去・書込みを行い、消去はブロック(セクタ)単位で実施するのが基本。
よくある誤解
- 「フラッシュは高速に書換えできる=CPUキャッシュに使われる」は誤解です。CPUキャッシュはSRAMで、読み書きのレイテンシと耐久性の特性が異なります。
- 「フラッシュは周期的にデータを再書込みしなければならない」はDRAMのリフレッシュと混同した考えで、フラッシュはリフレッシュ不要ですが書換え可能回数に制限があります。
- 「紫外線で消去できる」はEPROM(UV-erasable EPROM)固有の特徴であり、フラッシュとは消去方式が違います。
補足コラム
フラッシュメモリには主にNAND型とNOR型があり、NANDは大容量・コスト効率重視でデータストレージ(SSD、USBメモリ等)に、NORはランダム読み出しが速い特性からコードストレージ(ファームウェア)に使われることが多いです。どちらも消去はブロック単位で行い、書込み回数に限界(セルの劣化)があるため、SSDではウェアレベリングやリードリライト管理が行われます。EEPROMはフラッシュに比べてより細かい単位で書込みが可能な場合がありますが、容量・コストの面で用途が分かれます。
FAQ
Q: フラッシュはまったく書換えに制限がないのですか?
A: いいえ。フラッシュセルには書換え(プログラム/消去)回数の上限があり、数千〜数万サイクル程度が典型です。管理機構で寿命を延ばします。
A: いいえ。フラッシュセルには書換え(プログラム/消去)回数の上限があり、数千〜数万サイクル程度が典型です。管理機構で寿命を延ばします。
Q: EPROMとフラッシュの違いは何ですか?
A: EPROMは透明窓から紫外線で全消去するタイプで、消去のために取り外しやUV照射が必要です。フラッシュは電気的に消去でき、機器内での消去が可能です。
A: EPROMは透明窓から紫外線で全消去するタイプで、消去のために取り外しやUV照射が必要です。フラッシュは電気的に消去でき、機器内での消去が可能です。
Q: 「ブロック単位で消去」と「バイト単位で書込み」は共存しますか?
A: 多くのフラッシュは消去がブロック単位、書込み(プログラム)はページやバイト単位で行える設計のものもありますが、消去はまとまり単位である点が重要です。
A: 多くのフラッシュは消去がブロック単位、書込み(プログラム)はページやバイト単位で行える設計のものもありますが、消去はまとまり単位である点が重要です。
関連キーワード: フラッシュメモリ, NANDフラッシュ, NORフラッシュ, EEPROM, EPROM, SRAM, ブロック消去, ウェアレベリング, 耐久性, 消去単位

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