メモリーはどのようにアクセスされるか（2）：パソコン技術講座スペシャル

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メモリーはどのようにアクセスされるか（2）

（後編）RAMの物理的な内部構造は

2007年8月10日　page:1/2

[（前編）メモリー空間とは何か：前回へ]

メモリーの中をのぞいてみる

　次に、RAMの物理的な構造について解説する。前回解説した動作周波数と読み書き速度の関係や、「DDR」の意味などを理解しよう。

　一般的なパソコンのRAMは図9のようなメモリーモジュールとして装着されている。モジュール上にある黒いチップが記憶素子の「DRAM」だ。DRAMチップには「シンクロナスDRAM（SDRAM）」「DDR SDRAM」「ダイレクトラムバスDRAM（DRDRAM）」などがあるが、ここではかつて主流のSDRAMとその流れを汲むDDR SDRAMを主に説明する。

　いずれのDRAMチップも、内部は図10のようになっている。0か1かを記憶する1ビットの記憶素子（メモリーセル）が格子状に配置されている。各メモリーセルは前回述べたようにトランジスターとコンデンサーで構成され、コンデンサー内の電荷の有無で0か1を区別する。

　CPUはメモリー空間を読み書きする際、その対象を先に述べたアドレスで指定する。このアドレス指定はメモリー制御回路を経て、メモリーモジュール上にあるDRAMチップ内のメモリーセルの位置に変換される。最終的にDRAMチップに送られるのは、格子の行と列を指定する信号で、それらを「行アドレス」「列アドレス」と呼ぶ。それと同時に、読み出し命令が制御バスからコントロール回路に送られ、入出力回路からデータバスにデータが送り出される。書き込みの場合も基本動作は同じである。

　パソコンのDRAMチップは、メモリーセルの格子面を複数持つのが一般的だ。このため、1回の行／列アドレス指定で複数（格子面の数）のデータを出力できる。パソコンでは一度に4ビット、8ビット、16ビットを出力するDRAMが使われており、それぞれ「×4」「×8」「×16」のDRAMなどと呼ばれる。

　メモリーモジュールにDRAMチップが複数搭載されているのは、最終的な出力をCPUのデータバス幅（通常は64ビット）に合わせるためだ（図11）。例えば×8のDRAMなら8個で64ビット、×16なら4個となる。