基本情報 平成27年度 春期 問22｜テクノロジ系に関する問題

答えは c「メモリセル構成が単純で、ビット当たりの単価が安い」です。

メモリには2種類あります：

• SRAM＝Static RAM。フリップフロップという複雑な回路で記憶。高速・高価。CPUのキャッシュに使用。
• DRAM＝Dynamic RAM。コンデンサ（電気をためる小部品）1個で記憶。シンプル・安価。メインメモリに使用。

DRAMは構造が単純なので、たくさん詰め込めて1ビット当たりの値段が安いんです。

👉 覚え方：DRAM＝ど〜んと安くてメインメモリ／SRAM＝す〜ぱ〜高速でキャッシュ。

ほかの選択肢：a キャッシュ用＝SRAM／b リフレッシュ不要＝SRAM／d フリップフロップ＝SRAM。

なぜこれが正解か

正解は c。DRAM（Dynamic RAM）の特徴は「メモリセルがコンデンサ1個＋トランジスタ1個と単純」で、その結果ビット単価が安く高密度実装が可能。主にメインメモリに使用される。

各選択肢の解説

• a 誤り：キャッシュメモリ用途はSRAMの特徴（高速性が必要なため）。
• b 誤り：リフレッシュ不要はSRAMの特徴。DRAMはコンデンサの電荷が漏れるため定期的なリフレッシュが必須。
• c 正解：DRAMはセル構造が単純（1T1C：1トランジスタ＋1キャパシタ）でビット単価が安い。
• d 誤り：フリップフロップ（複数トランジスタ構成）でデータを保持するのはSRAM。

覚え方・ひっかけ注意

SRAM vs DRAM比較表：

「ダイナミック＝動的＝リフレッシュ必要」「スタティック＝静的＝リフレッシュ不要」と動詞のニュアンスで覚える。

理論的背景

メモリ階層は速度・容量・コストのトレードオフで設計される：レジスタ＜L1キャッシュ＜L2／L3キャッシュ（SRAM）＜メインメモリ（DRAM）＜SSD／HDD＜テープ／クラウドストレージ。DRAMは1966年にIBMのRobert Dennardが発明（Dennard Scaling理論で有名）。コンデンサに電荷を蓄え、トランジスタでスイッチング。電荷漏れにより数ms（典型64ms）ごとにリフレッシュ動作が必要。

実務での使われ方

DRAM技術の進化：

• SDRAM（Synchronous DRAM）：クロック同期型
• DDR SDRAM（Double Data Rate）：クロックの両エッジでデータ転送。DDR2/3/4/5と世代進化。現代主流はDDR5（2020年）で約6400MT/s
• GDDR（Graphics DDR）：GPU向け高速版。GDDR6X等
• HBM（High Bandwidth Memory）：3D積層TSV接続。HBM2/2E/3で1TB/s超の帯域。AI/HPC向け
• LPDDR（Low Power DDR）：モバイル向け低消費電力版

SRAM技術：

• 6T-SRAM：6トランジスタ構成。標準
• 8T-SRAM：低電圧動作向け
• eDRAM（Embedded DRAM）：プロセッサに内蔵するDRAM（IBM Power・PS3 Cell等で採用）

試験での位置づけ

ハードウェア・コンピュータアーキテクチャ分野の頻出論点。基本情報・応用情報・組込みシステムスペシャリスト・エンベデッドシステムスペシャリストで毎期出題。メモリ階層、キャッシュコヒーレンシ、メモリインタリーブ、ECC（Error Correcting Code）等の周辺概念とセットで押さえる。

選択肢の発展補足

• SRAMの用途（a）：CPUのL1/L2/L3キャッシュ、TLB（Translation Lookaside Buffer）、レジスタファイル、ネットワーク機器のパケットバッファ。
• リフレッシュ動作（b）：自動リフレッシュ（オートリフレッシュ）、セルフリフレッシュ（スタンバイ時）、ディストリビュートリフレッシュ。電源消費の一因。
• フリップフロップ（d）：D-FF・JK-FF・SR-FF等の種類。順序回路の基本素子。
• 関連技術：MRAM（磁気）、PCM（相変化）、ReRAM（抵抗変化）、3D XPoint（Intel Optane）等の不揮発性メモリ（NVRAM）。CXL（Compute Express Link）でメモリプール化も進行中。
• 故障モード：Row Hammer脆弱性（隣接行への電磁干渉）。セキュリティ攻撃の対象。