どちらもコンピュータの記憶領域
メモリとストレージは何が違うのか?
メモリとストレージがそれぞれコンピュータに対して果たす役割は似ているが、両者は別物だ。その違いは、コンピュータの電源が切れた時に、それぞれの保存データがそのまま保持されるかどうかにある。
「メモリ」も「ストレージ」もコンピュータの内部記憶域を表す。メモリは一般に「ランダムアクセスメモリ」(メインメモリ)と呼ばれ、アプリケーションがCPUによる処理中にデータを読み込む場所だ。一方のストレージは、長短期保存のためにデータを格納する場所だ。
これまでストレージにはHDD(ハードディスクドライブ)が使用されてきたが、フラッシュメモリモジュールで構成されるSSD(ソリッドステートドライブ)も徐々に普及している。メインメモリはストレージよりもデータの読み書きが高速だが、概して1MBあるいは1GB当たりの値段が高い。
メモリとストレージの違いは曖昧
ページングによって、メモリとストレージの境界が曖昧になっている。ページングはスワップ領域とも呼ばれ、ストレージの一部をメモリのように扱う行為を指す。この領域にあるアプリケーションやデータは、アクティブメモリからドライブにスワップアウト(退避)される。つまり、ストレージがアクティブメモリとして動作する。これはメインメモリよりも低速だが、システムに大きな仮想メモリ空間を作成できる。大半のシステムでは、実際のメインメモリ領域と同等か2倍のスワップ領域(ページング領域)をコンピュータに作成する。
コンピュータシステムには読み取り専用メモリ(ROM)もある。ROMには、読み取り専用のシステムファームウェアやBIOSプログラムなどのファイルが格納されている。ROMに載せる情報は「フラッシング」というプロセスで更新できる。それ以外の操作では書き込むことはできない。他にも、MP3、画像ファイル、プレゼンテーションなど、全てのデータに対してストレージのような働きをするメモリがある。USBフラッシュドライブ、コンパクトフラッシュカード、メモリースティックなどがその例だ。これらは全て基本的には同じ目的で利用され、アプリケーションではなくデータを格納する。
| タイプ | SRAM | DRAM | NANDフラッシュ | NORフラッシュ |
|---|---|---|---|---|
| 揮発性・不揮発性 | 揮発性 | 揮発性 | 不揮発性 | 不揮発性 |
| 1GB当たりの価格 | 高い | 安い | 非常に安い | 安い |
| 読み取り速度 | 非常に速い | 速い | 遅い | 速い |
| 書き込み速度 | 非常に速い | 速い | 遅い | 遅い |
| 書き込みの最小単位 | バイト | バイト | ページ | バイト |
| 読み取りの最小単位 | バイト | ページ | ページ | バイト |
| 消費電力 | 多い | 多い | 普通 | 普通 |
メモリとストレージの大きな違いの一つは、システムの電源が切れている時のデータの状態にある。ほとんどのメインメモリは揮発性、つまりシステムの電源が切れるとデータが失われる。一方ストレージは、一般的に不揮発性だ。そのためシステムの電源が切れていてもデータは保持される。HDDの回転型磁気ディスクやSSDのフラッシュモジュールは不揮発性メモリの一種なので、電源が切れていてもデータが保持される。
メモリとストレージの未来は不透明
ページングなどの利用により、アクティブメモリとストレージの境界はもはや完全に消えかかっている。メーカーは、メインメモリの速度とフラッシュの不揮発性を兼ね備えたテクノロジーに取り組んでいる。
こうしたテクノロジーには、強誘電体メモリ(FeRAM)や磁気抵抗メモリ(MRAM)などがある。アクティブメモリとストレージの両方に利用できるという理想に最も近いのは、相変化メモリ(PCM)だ。IntelとMicron Technologyは、PCMに基づく「3D XPoint」というテクノロジーを開発した。Intelはこのテクノロジーを利用する「Optane」というストレージデバイスを既に市場に投入している。Intel Optaneメモリモジュールと連携するメーカーやマザーボードはまだ少ないが、これをキャッシュメモリに利用して、ストレージの読み書きパフォーマンスを向上させている。
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