基本情報技術者 2015年 秋期 午前(科目A) 問21
問題文
DRAMの特徴はどれか。
選択肢
ア:書込み及び消去を一括又はブロック単位で行う。
イ:データを保持するためのリフレッシュ操作又はアクセス操作が不要である。
ウ:電源が遮断された状態でも、記憶した情報を保持することができる。
エ:メモリセル構造が単純なので高集積化することができ、ビット単価を安くできる。(正解)
DRAMの特徴はどれか。【午前2 解説】
要点まとめ
- 結論: 正解はエ。DRAMはメモリセルが単純(1T+1C)で高集積化が可能で、ビット単価を低く抑えられます。
- 根拠: DRAMは情報をコンデンサの電荷で保持するため定期的にリフレッシュが必要であり、電源断で情報は失われる揮発性メモリです。
- 差がつくポイント: SRAMやフラッシュとの違い(リフレッシュの有無、揮発性/不揮発性、書込み/消去単位)を即座に区別できると得点差が生まれます。
正解の理由
正解: エ。
DRAM(Dynamic RAM)は1つのトランジスタと1つのコンデンサから成る単純なメモリセル構造(1T+1C)を持ち、同じ面積あたりに多数のセルを配置できるため高集積化が可能です。集積度が高いほど製造あたりのビット数が増え、結果としてビット単価が低くなります。これが選択肢エの記述と一致します。
DRAM(Dynamic RAM)は1つのトランジスタと1つのコンデンサから成る単純なメモリセル構造(1T+1C)を持ち、同じ面積あたりに多数のセルを配置できるため高集積化が可能です。集積度が高いほど製造あたりのビット数が増え、結果としてビット単価が低くなります。これが選択肢エの記述と一致します。
よくある誤解
- 「DRAMはリフレッシュ不要」:実際はコンデンサの電荷は自然放電するため、定期的なリフレッシュ(数十ms単位)が必須です。
- 「DRAMは電源断でも保持する」:電荷が消失するため揮発性であり、電源断でデータは消えます。USBメモリやフラッシュと混同しないこと。
- 「書込み・消去がブロック単位」:これはNAND型フラッシュの特徴であり、DRAMの動作とは異なります。
解法ステップ
- 各選択肢が示す特徴がどのメモリ種別(DRAM、SRAM、フラッシュなど)に該当するかを思い浮かべる。
- DRAMの基本特性(1T+1C、揮発性、リフレッシュ必要、高集積、低コスト)を頭に置く。
- 選択肢を照合し、該当するものを選ぶ(高集積でビット単価が安い→エ)。
- 他の選択肢がどのメモリの特徴かを確認して誤答を排除する(例:ブロック消去→フラッシュ)。
選択肢別の誤答解説
- ア: 「書込み及び消去を一括又はブロック単位で行う。」
→ 誤り。ブロック単位での消去・書込みはNANDフラッシュ(SSDやUSBメモリ)に特有の挙動で、DRAMの特徴ではありません。 - イ: 「データを保持するためのリフレッシュ操作又はアクセス操作が不要である。」
→ 誤り。DRAMはコンデンサ電荷の維持のため定期的なリフレッシュが必要で、リフレッシュ不要なのはSRAMなどです。 - ウ: 「電源が遮断された状態でも、記憶した情報を保持することができる。」
→ 誤り。これは不揮発性メモリ(フラッシュ、ROM等)の特徴で、DRAMは揮発性のため電源断でデータは消えます。 - エ: 「メモリセル構造が単純なので高集積化することができ、ビット単価を安くできる。」
→ 正解。1T+1Cの単純セルにより高密度化が可能で、主記憶(メインメモリ)として広く使われる理由の一つです。
補足コラム
- DRAMのリフレッシュ周期は一般に数十ミリ秒(例:64 ms 程度)が標準で、これを超えるとセルの電荷が失われデータ破損につながります。
- SRAMは多数のトランジスタを用いてフリップフロップでビットを保持するためリフレッシュ不要で高速ですが、セルあたりの面積が大きく高コストです(主にキャッシュに使用)。
- DRAMにはSDRAM、DDR、DDR2/3/4/5などの規格があり、転送効率やタイミングが進化していますが、基本的な「1T+1Cで揮発性かつ高密度」という点は共通です。
- 「書込み・消去がブロック単位」はNAND型フラッシュの特徴で、フラッシュは不揮発性ですが書込み/消去回数に制限がある点に注意。
FAQ
Q: DRAMとSRAMの一番の違いは何ですか?
A: セル構造(DRAMは1T+1C、SRAMはトランジスタ数個でのフリップフロップ)により、DRAMは高密度・低コスト・リフレッシュ必要、SRAMは高速・リフレッシュ不要・高コストです。
A: セル構造(DRAMは1T+1C、SRAMはトランジスタ数個でのフリップフロップ)により、DRAMは高密度・低コスト・リフレッシュ必要、SRAMは高速・リフレッシュ不要・高コストです。
Q: DRAMはなぜ揮発性なのですか?
A: 情報を保持するのがコンデンサの電荷であり、漏洩電流などで電荷は徐々に失われるため、電源が切れると情報が消えるからです。
A: 情報を保持するのがコンデンサの電荷であり、漏洩電流などで電荷は徐々に失われるため、電源が切れると情報が消えるからです。
Q: 「書込みや消去がブロック単位」はどのメモリの特徴ですか?
A: 主にNAND型フラッシュメモリの特徴で、SSDやUSBメモリなどで見られます。DRAMでは該当しません。
A: 主にNAND型フラッシュメモリの特徴で、SSDやUSBメモリなどで見られます。DRAMでは該当しません。
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