基本情報技術者 2017年秋期午前（科目A）問21

問題文

コンデンサに蓄えた電荷の有無で情報を記憶するメモリはどれか。

選択肢

ア：EEPROM

イ：SDRAM（正解）

ウ：SRAM

エ：フラッシュメモリ

コンデンサに蓄えた電荷の有無で情報を記憶するメモリはどれか。【午前2 解説】

要点まとめ

結論→正解はイ（SDRAM）。DRAM 系はビットをコンデンサの電荷の有無で表し、周期的にリフレッシュを行う揮発性メモリです。
根拠→SRAM はフリップフロップ（トランジスタの組合せ）で記憶しコンデンサを用いず、フラッシュ／EEPROM は浮遊ゲートで不揮発化する点が明確に異なります。
差がつくポイント→「コンデンサに電荷で表すか」「リフレッシュが必要か」をセットで覚えると、SDRAM（DRAM）とSRAM／不揮発メモリを瞬時に区別できます。

正解の理由

SDRAM は DRAM（Dynamic RAM）の一種で、各ビットを 1 個のトランジスタと 1 個のコンデンサで構成する

1 T

1 C

セルを持ちます。情報はコンデンサに蓄えた電荷の有無（有＝1、無＝0 等）で表されるため、電荷が自然放電することで情報が失われます。したがって定期的に読み出し／書き戻し（リフレッシュ）して電荷を補充する必要があり、これが「揮発性」である根拠です。SDRAM はさらにクロック同期でアクセスを行う仕様を持ち、通常の DRAM より制御が簡単です。

正解: イ

よくある誤解

「SRAM もコンデンサを使う」と思い込む：SRAM はトランジスタのラッチ（フリップフロップ）でビットを保持し、コンデンサは使いません。
「フラッシュ／EEPROM もコンデンサで保持する」と考える：これらは浮遊ゲートトランジスタに電荷を閉じ込める方式で、不揮発性であり DRAM のコンデンサとは仕組みが異なります。
「リフレッシュがある＝遅いだけ」と短絡的に考える：DRAM は高速化（SDRAM、DDR 系）で性能も高く、用途に応じた特性理解が重要です。

解法ステップ

選択肢を「揮発性（電源切れで消える）」か「不揮発性（残る）」に分類する。
揮発性に該当するものの中で「コンデンサで電荷を保持する」方式か「トランジスタのラッチ方式」かを思い出す。
「コンデンサ＋リフレッシュ」が DRAM 系（SDRAM を含む）なので正答とする。

選択肢別の誤答解説

ア: EEPROM — 不揮発性で、浮遊ゲート型トランジスタに電荷を蓄えて記憶し、ブロック消去や書換え回数制限があるためコンデンサ方式ではありません。
イ: SDRAM — 正解。同期式の DRAM で $1 T$ - $1 C$ のセルを用い、コンデンサの電荷の有無で情報を保持し定期的なリフレッシュが必要です。
ウ: SRAM — 不揮発性ではなく揮発性ですが、ビットはフリップフロップ（複数トランジスタ）で保持しコンデンサを用いないため設問とは一致しません。
エ: フラッシュメモリ — 不揮発性で浮遊ゲートに電荷を閉じ込める方式。コンデンサで短期的に電荷保持する DRAM とは仕組みが異なります。

補足コラム

DRAM の特徴はセル密度が高くコストあたりの容量が大きい点です。反面、コンデンサは微小電流で徐々に放電するため、一般に

t_{REF}

（リフレッシュ間隔、例えば約 64ms 程度）ごとに全セルをリフレッシュする必要があります。SDRAM はクロック同期で複数のバースト転送が可能になった DRAM の改良版で、PC の主記憶装置（メインメモリ）として広く使われています。SRAM は高速でリフレッシュ不要なため CPU キャッシュに使用されますが、同容量あたりのコストと消費電力が高くなります。

FAQ

Q1. なぜコンデンサは放電してしまうのですか？
A1. コンデンサには絶縁体のリークやトランジスタのサブスレッショルド漏れがあり、微小な電流で蓄えた電荷が徐々に失われるためです。

Q2. SDRAM と SRAM の使い分けは？
A2. 容量とコスト重視で主記憶には SDRAM（DRAM 系）、高速で低レイテンシが必要なキャッシュには SRAM が使われます。

Q3. フラッシュはなぜリフレッシュ不要？
A3. フラッシュは電荷を浮遊ゲートに閉じ込める構造で、電源を切っても長期間電荷が保持されるため不揮発性です。

Q4. DRAM でも不揮発化する技術はあるか？
A4. FRAM や MRAM、ReRAM といった他の不揮発性メモリ技術があり、用途に応じて DRAM の代替となる研究・製品があります。

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