January 16, 2026
コンピュータ が 突然 停止 する と,何 時間 も 働か ない こと に なる と 挫折 し た こと が 経験 し た こと が あり ます か.スマートフォンやUSBドライブが 絶え間ない電源なしで 貴重な写真やビデオを保存する方法答えはフラッシュメモリと呼ばれる 驚くべき技術にあります デジタル世界の"メモリーチップ"です 電気を使わなくても データを保存できます
フラッシュメモリ (Flash memory) は,非揮発性ストレージの一種であり,電力なしで情報を保持することを意味します.伝統的なハードディスクドライブ (HDD) と異なり,フラッシュメモリには動く部品が含まれていません.機械的な衝撃に対して耐久性が高いバイトレベルでのデータブロックの書き直しと削除を可能にし,例外的な柔軟性を提供します.
フラッシュ メモリーの核心には浮遊ゲートトランジスタを元に 記憶細胞があります この微小な電子スイッチは 各細胞を通る電流を制御しますフレッシュチップは,これらの細胞をグリッドパターンに並べますストレージセルはビットラインと呼ばれる列に分布し,各交差点には制御ゲートと浮遊ゲートという2つのゲートを持つトランジスタが含まれています.
制御ゲートとMOSFETトランジスタチップの間には 薄い酸化物層 (二酸化シリコンSiO2) を隔離した浮遊ゲートがあり データ格納の鍵があります電流が制御ゲートに到達すると電子が浮遊ゲートに流れ込み 負電荷が形成され 流れを遮断します オキシド層が浮遊ゲートを隔離します電子 (およびデータ) を長期保存のために安全に閉じ込めること.
フラッシュメモリは,一夜にして出現したのではなく,数十年の革新を経て進化した.初期のコンピュータは,基本的な入力/出力システム (BIOS) のための読み込みのみメモリ (ROM) チップを使用したが,これらのチップは変更できなかった..BIOS ストレージ用のフラッシュメモリへの移行により,物理的なチップを削除することなく書き直すことが可能になった.
1967年,ベルラボの研究者 ダウォン・カングとサイモン・ミン・セは,MOSFETの浮遊ゲートを再プログラム可能なROMに再利用することを提案した.インテル の エンジニア ドブ ・ フロマン が 1971 年 に 消し去れる プログラム可能な ROM (EPROM) を 発明 し た紫外線消去のための透明窓を備えた.これは消去のために電気信号を使用する電気的に消去可能なPROM (EEPROM) に進化した.
1980年代には 東芝のフジオ・マズオカ博士が 現代のフラッシュメモリを開発したことでこの技術は,同僚が半導体のデータを"瞬間に" 消すことができることに注目したことで 名づけられました.
フラッシュメモリは主に2つの異なる特徴を持つアーキテクチャで提供されています.
NANDフラッシュは"NOT AND"ロジックゲートにちなんで名付けられ,垂直に配置されたセルを特徴としています.電流が制御ゲートに到達し,電子を浮遊ゲートに送信するとプログラミングが起こります.浮遊ゲートを放電する電圧を適用することによって消去されるまでこの電荷を維持.
NANDの製造には,約1ヶ月間800以上のプロセスが関与し,12インチのウエフを作成し,後に品質によって分類された小指サイズのチップに切断される.その利点には以下の通りがあります:
制限には,有限な書き換えサイクルと,単一レベル (SLC) から4レベル (QLC) までの細胞構造が含まれる.
"NOT OR"ロジックゲートに基づいたNORフラッシュは,ビットラインに平行して水平にセルを接続し,個々のアクセスを可能にします.このアーキテクチャは以下のように提供します:
これらの特徴は NOR を交通システム,産業自動化,およびコード実行とストレージを組み合わせるデバイスに最適にします.NAND に比べて,より大きなセルサイズにより書き/消す速度が遅くなる.
| 特徴 | NANDフラッシュ | NORフラッシュ |
|---|---|---|
| デザイン | 垂直細胞配置 | 水平の細胞配置 |
| 遅延時間 | 80~120マイクロ秒 | 160-210 ナノ秒 |
| 寿命 | 3〜5年 | 20〜100年以上 |
| 電力消費量 | 低起動,より高い待機 | 高速起動,低スタンバイ |
| 容量 | 1Gbから16Gb | 64Mb-2Gb |
この2つの技術ともキャッシュメモリやDRAM (100倍高速で不安定な) の速度に匹敵しません性能はアプリケーションに依存する NORは高速読み取りで優れているが,NANDはデータ管理のタスクで優れている.
フラッシュメモリは,スマートフォンからサーバーまであらゆるものを動かすために,至る所に普及しています.NANDとNORの特徴を理解することで,最適なストレージを選択することができます:
データの需要が増加するにつれて フラッシュ技術も進化し続けています デジタルメモリが 停電したとしても 存続できるようにします
