ランダム アクセス メモリ (RAM) とは何ですか? また、どのような機能がありますか?

コンピュータ、タブレット、スマートフォンを購入するときに、「ランダム アクセス メモリ」(略称: RAM) という用語がよく出てきます。 最新世代のスマートテレビでも、RAM の量はデバイスの全体的なパフォーマンスに影響を与える重要な要素です。なぜなら、映画のストリーミング、インターネットの閲覧、電子メールの作成など、あらゆるアクティビティでは、デバイスが一時的に保存されたデータを読み込む必要があるからです。さまざまなコンポーネント間の高速通信を確保するために、コンピューター製造元はランダム アクセス メモリを使用します。しかし、RAM とは一体何なのでしょうか?

RAM とは何ですか? また、何をするのですか?

簡単に言うと、ランダム アクセス メモリ (内部メモリ (RAM) とも呼ばれる) は、コンピューター テクノロジーを含むテクノロジー デバイスの「作業メモリ」です。人間の脳と同様に、作業記憶はデバイスのオペレーティング システムが実行中のプログラムとプロセスのすべてのデータを一時的に保存する短期記憶です。 RAM はコンピュータの短期メモリとも言え、実行中のプロセスやプログラムの計算に必要なデータをプロセッサに提供します。

たとえば、Excel シートの中間バージョンも RAM メモリに保存され、プロセッサによっていつでも呼び出すことができます。コンピュータの動作速度は、読み取り速度と書き込み速度、データ転送速度、および RAM のストレージ容量に大きく依存します。 RAM がビジー状態の場合、回転するホイールや同様の視覚的な表示が表示されることがあります。この場合、コンピューターは動作しているが、必要なデータを RAM からまだ完全に取得していないことを示します。

ヒント<br> コンピュータのメモリが限界まで拡張されると、パフォーマンスが低下し、速度が大幅に低下します。 これはイライラするかもしれません。 この場合、ランダム アクセス メモリをクリアする、つまり、使用されなくなった RAM 上のデータを削除する価値があります。

RAM: 図で説明する機能

前述したように、RAM はプロセッサ (CPU) とハードディスクまたはその他の入力または出力メディア間のメモリ インターフェイスとして機能します。 多くの場合、プロセッサの内部メモリとハードディスクへのアクセス速度は小さすぎて、十分な速度でデータ量を処理できません。 これを実現するために、コンピューターはデータとプログラム コードをメイン メモリに保存します。

ランダムアクセスメモリは、記憶媒体とプロセッサの間の接点として機能します。

上の図は作業記憶の機能を示しています。これは、Excel スプレッドシートの例を使用して説明するのが最も適切です。ハード ドライブに保存されている Excel スプレッドシートを開くと、プログラム (この場合は Excel) がデータを RAM メモリにコピーします。プロセッサはこのデータにアクセスして処理します。このプロセス中、RAM は「データ バス」と呼ばれるものを介してプロセッサにデータを送信します。読み取りおよび書き込みアクセスはハードディスクへのアクセスよりもはるかに高速であるため、RAM 経由の方が高速です。 Excel での作業を終了して「保存」をクリックすると、コンピューターはデータをハード ドライブまたはその他のストレージ メディアの RAM に保存します。

コンピュータでの作業中に特に頻繁に使用するデータは、作業メモリによってキャッシュに一時的に保存されます。キャッシュは、プロセッサに直接接続された RAM の小さな部分です。これにより、特に高速なアクセスが保証されます。作業行動が変化すると、作業メモリは、あまり使用されないデータを、より頻繁に使用されるデータに自動的に置き換えます。

注意<br> ランダム アクセス メモリは一時バッファとしてのみ使用されます。 コンピュータの電源をオフにすると、RAM に保存されているすべてのデータが自動的に削除されます。 したがって、閉じる前に必ず変更内容とファイルをハードディスクに保存してください。 必要に応じて、RAM を自分でクリアすることもできます。方法については、こちらの手順をご覧ください。

どれくらいのメモリが必要ですか?

コンピューターの RAM が多いほど、動作が速くなります。しかし当然ながら、向上するのはパフォーマンスだけではありません。より強力なランダム アクセス メモリを搭載したデバイスは、より高価になります。そのため、実際に必要な RAM の量を事前に確認する必要があります。これは、実行する作業の種類と同時に実行するプログラムの数によって異なります。

たとえば、インターネットアクセスのみに使用するタブレットの場合、2 GB の RAM で十分です。ビデオ編集やゲーム開発などのより複雑なタスクを実行するなど、専門的な用途でコンピュータを購入する場合は、8 GB または 16 GB の RAM に投資する価値は十分にあります。

大まかな目安として、次のメモリ サイズを参照してください。

4 GB RAM: デバイスを主にインターネットの閲覧、電子メールの送信、または Office アプリケーションの使用に使用する場合は、4 GB の RAM で十分です。
8 GB RAM: コンピューターを頻繁に使用し、複数のプログラムを同時に実行する場合は、8 GB のランダム アクセス メモリが最適です。最新のゲームや高級アプリのほとんども、この量の作業メモリを圧倒してしまいます。
16 GB RAM: 16 GB の RAM は、集中的なゲームや、ビデオ編集やプログラミングなどの計算負荷の高いタスクに適しています。

デバイスを購入する前に、使用するプログラムを既に把握している場合は、それらのアプリケーションの最小要件に従うことをお勧めします。

スマートフォンユーザーの場合、通常は 2 ～ 4 GB の RAM で十分です。この量の RAM は通常、安価な Android スマートフォンにすでに組み込まれています。 Appleは、現在のiPhone XRなどのスマートフォンに3GBのRAMを搭載している。 8 GB の RAM を搭載したスマートフォンもありますが、これらはハイエンド セグメントに分類されます。

RAMにはどんな種類がありますか?

RAM はコンピュータの黎明期から存在しています。 科学者たちは、時間の経過とともに、より少ないエネルギーでより高い容量と速度を実現する新しいタイプの RAM を繰り返し開発してきました。 1990 年代後半から 2000 年代初頭には、スタティック RAM (SRAM)、ダイナミック RAM (DRAM)、同期スタティック RAM (SDRAM) の中から選択できました。

現在、コンピューターには「DDR」タイプの RAM が一般的に搭載されていますが、プロフェッショナル ワークステーションやサーバーは主に「ECC RAM」をベースにしています。

さらに、バッファ付き RAM とレジスタ付き RAM、DIMM、SO-DIMM、NV-DIMM が区別されます。

DDR と ECC RAM: 違い

「DDR」は「Double Data Rate」の略です。そして、それが DDR RAM のすべてです。バスは、RAM とプロセッサ間でデータを交換する速度を 2 倍にすることができます。最大 50 GB/秒の DDR5 はすでに初期段階にあるため、末尾の数字は常に対応する世代を示します。この場合、「5」は DDR メモリの第 5 世代を表します。

「ECC-RAM」は「Error Correction Code」の略でもあります。 RAM がデータ内のエラーを検出すると、それを独立して修正します。 非 ECC メモリには常に偶数のチップが搭載されていますが、ECC RAM には 8 つのメモリ モジュールごとに 1 つの追加チップが搭載されています。 この追加チップはエラー検出を実行します。 前述のように、このタイプのメモリは、サーバーやプロフェッショナル ワークステーションでのみほぼ独占的に使用されます。 たとえば、銀行システムでは、金額が正しい宛先に届くようにするために「ECC-RAM」を使用します。

バッファなし RAM とレジスタ付き RAM の違い

バッファなし RAM (非レジスタード、UDIMM) の場合、マザーボードのチップセットが要求されたデータに対して正しいメモリ位置を選択します。レジスタード RAM (RDIMM) の場合、モジュールに搭載された 2 つのレジスタ チップによって同じ処理が行われます。したがって、このタイプの RAM は独立して割り当てを実行し、それによってマザーボードのチップセットの負担を軽減します。

登録済み RAM は、サーバー環境でよく使用されます。一方、バッファなし RAM は、RAM が非常に少ないデバイスに適しています。作業メモリが大きく、RAM モジュールの数が多い場合、各 RAM モジュールに同じ数のアドレス ラインが必要になるため、マザーボード チップセットの負荷が増加します。

DIMM、SO-DIMM、NV-DIMM とは何ですか?

DIMM は Dual In-line Memory Module の略です。 これは、RAM モジュールの下部にある金色の接点がさまざまな信号を送信できるようになり、ランダム アクセス メモリとプロセッサ間のやり取りが高速化されることを意味します。 SIMM (シングル インライン メモリ モジュール) とは異なり、前面と背面の間に導電性接続はありません。

コンピュータ機器には、次のタイプの DIMM をインストールできます。

UDIMM: これは、すでに説明した Unbuffered RAM を指します。
RDIMM: レジスタードRAM
SO-DIMM: このタイプのランダム アクセス メモリは、ビルディング ブロックが小さく、消費電力が低いため、ラップトップや小型コンピューターに適しています。 名前の「SO」は「small outline」の略です。
NV-DIMM: これらは特殊な RAM です。デバイスを電源から切断しても、データは作業メモリに保存されたままなので、電源を入れ直すと再び使用できます。 「NV」は「不揮発性」を意味します。