フラッシュメモリの今【前編】

いまさら聞けない「NAND型」「NOR型」フラッシュメモリの違いとは？

フラッシュメモリの種類には、よく耳にするNAND型の他にNOR型がある。どのような違いがあり、それぞれどのようなメリットとデメリットがあるのだろうか。

公開 2020年06月25日 08時30分

著者

Robert Sheldon

[TechTarget]

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　フラッシュメモリの話題の中心はNAND型だが、フラッシュメモリにはNOR型もある。家電や産業機器などに備わる組み込みシステムなど、用途によってはNAND型フラッシュメモリよりもNOR型フラッシュメモリの方が適している場合がある。

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　同容量のNAND型フラッシュメモリと比べた場合、NOR型フラッシュメモリはランダムアクセス方式（アドレス指定によって目的とするデータに直接アクセスする方式）によるデータの読み出しが高速だ。データの書き込み可能回数が多い、エラーの発生率が低いなど、信頼性が高いことに加えて消費電力が少ないメリットもある。一方でシーケンシャルアクセス方式（記録媒体の先頭のデータから順番にアクセスする方式）によるデータの読み出しや書き込み、消去が比較的低速であり、高価だというデメリットがある。

　NOR型フラッシュメモリは、複数ビットを同時に転送（パラレル転送）するパラレルNOR型フラッシュメモリと、1bitずつ転送（シリアル転送）するシリアルNOR型フラッシュメモリの2種類がある。パラレルは回路基板に実装するための信号ピン数がシリアルよりもはるかに多い。パラレルは同時に複数の「アドレス」と「バス」を使用する。アドレスはデータが格納されているメモリセル（データを読み書きする最小構成要素）の位置を示す情報のこと、バスはデータの伝送路のことを指す。

　シリアルNOR型フラッシュメモリは、同容量のパラレルNOR型フラッシュメモリよりも小型で、消費電力が小さく、基本的にはコストが安い。シリアルのメモリモジュールは一般的に、バスにシリアルペリフェラルインタフェース（SPI：Serial Peripheral Interface）を使用している。

NOR型とNAND型の長所、短所

　同容量のNAND型フラッシュメモリと比べると、NOR型フラッシュメモリはランダムアクセス方式によるデータの読み出しが高速で、消費電力が少ない。だがシーケンシャルアクセス方式によるデータの読み出しや書き込み、消去は遅い。ビット当たりのコストはNAND型フラッシュメモリよりもNOR型フラッシュメモリの方が高い。

　メモリセル同士を接続する配線の仕方が、NOR型フラッシュメモリとNAND型フラッシュメモリの違いを生み出す要因だ。NOR型フラッシュメモリはメモリセルを並列に配列する。任意のデータに直接アクセスするランダムアクセス方式において、NAND型フラッシュメモリよりもNOR型フラッシュメモリの方が高速なデータの読み出しが実現するのはこの構造のおかげだ。NAND型フラッシュメモリは、メモリセルを直列に配列することで配線を減らし、高密度化を図っている。しかしこの構造のためにランダムアクセス方式によるデータの読み出しには時間がかかる。

　NAND型フラッシュメモリは、シーケンシャル方式によるデータの読み出しと消去は高速だ。NAND型フラッシュメモリのメモリセルのサイズはNOR型フラッシュメモリよりもはるかに小さい。そのため高密度化とビット単価の低減が実現する。ただしNAND型フラッシュメモリは、NOR型フラッシュメモリに比べてデータを正しく読み出せない「ビットエラー」が発生しやすく、データを訂正するための「誤り訂正符号」（ECC）などの技術を使用する必要がある。