基本情報 平成22年度 春期 問25｜テクノロジ系に関する問題

答えは d「フリップフロップ」 です。

フリップフロップは、スイッチみたいに「ON」か「OFF」の2つの状態を覚えていられる小さな回路。電気が流れている間はずっとその状態をキープします。SRAMはこれを並べて「1ビットの記憶」を作っています。

👉 覚え方：「フリップ（裏）↔フロップ（表）」＝2つの状態を覚える。

ほかの選択肢：a ANDゲートは計算用／b 加算器は足し算用／c キャパシタは電気をためる小さなバケツ（DRAMで使う）。

なぜこれが正解か

正解は d。フリップフロップは2つの安定状態（0と1）を保持できる順序回路の基本素子。SRAMの1ビット記憶セルは通常6個のトランジスタからなるフリップフロップで構成され、電源が供給されている間は内容を保持し続ける（リフレッシュ不要）。

各選択肢の解説

• a ANDゲート：論理積を計算する組合せ回路。状態保持はできない。
• b 加算器：算術演算回路。組合せ回路の例。
• c キャパシタ：電荷を蓄える素子。DRAMの記憶素子に使われ、周期的なリフレッシュが必要。

覚え方・ひっかけ注意

SRAM=フリップフロップ（高速・高価・低密度）／DRAM=キャパシタ（低速・安価・高密度・リフレッシュ必要）。組合せ回路（出力が現在の入力だけで決まる）と順序回路（過去の状態も影響する）の区別も同時に整理。

理論的背景

フリップフロップにはRS-FF、D-FF、T-FF、JK-FFなどの種類がある。SRAMセルでは2つのインバータをループ状に接続し（クロスカップル）、双安定マルチバイブレータとして機能する。1セル6トランジスタ（6T-SRAM）が標準で、CPUのL1/L2キャッシュやレジスタファイルに使われる。

実務での使われ方

CPUのキャッシュメモリ・FPGA内のLUT・通信機器のバッファなど高速性が要求される用途に多用される。DRAMがビット単価で圧倒的に安いため大容量メモリには使われないが、アクセス時間がnsオーダーで桁違いに速い。

試験での位置づけ

基本情報のハードウェア分野で必出。フリップフロップの種類別動作（特性方程式・状態遷移表）は応用情報のディジタル回路分野で深掘りされる。組合せ回路（AND/OR/NAND/NOR/XOR/加算器/比較器）と順序回路（FF/カウンタ/シフトレジスタ/レジスタ）の対比整理が肝。

選択肢の発展補足

キャパシタを使うDRAMは1セル1トランジスタ＋1キャパシタ（1T1C）で構成され、SRAMの1/6の面積で済むが、電荷が漏れるため数ms周期のリフレッシュが必須。近年は3D構造（HBM・3D-Stacked DRAM）で大容量化が進む。SRAMはマイクロプロセッサ内蔵キャッシュとして残り続ける。