静的メモリ・とは?初心者にも分かる基本解説と使いどころ共起語・同意語・対義語も併せて解説!

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静的メモリ・とは?初心者にも分かる基本解説と使いどころ共起語・同意語・対義語も併せて解説!
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高岡智則

年齢:33歳 性別:男性 職業:Webディレクター(兼ライティング・SNS運用担当) 居住地:東京都杉並区・永福町の1LDKマンション 出身地:神奈川県川崎市 身長:176cm 体系:細身〜普通(最近ちょっとお腹が気になる) 血液型:A型 誕生日:1992年11月20日 最終学歴:明治大学・情報コミュニケーション学部卒 通勤:京王井の頭線で渋谷まで(通勤20分) 家族構成:一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹 恋愛事情:独身。彼女は2年いない(本人は「忙しいだけ」と言い張る)


静的メモリとは

静的メモリはデータを長く保持するための記憶素子の一つです。文脈により意味が異なりますが、ここではハードウェア側の話を中心に解説します。最も典型的な形は SRAM と呼ばれる静的 RAM です。SRAM はフリップフロップと呼ばれる回路を使って1ビットを記憶します。電源が切れるとデータは消えますが、電源が入っている間はリフレッシュといった処理が必要ありません。

静的メモリのしくみと特徴

SRAM は一つのビットを保持するのに複数のトランジスタを使う回路です。高速で、リフレッシュ不要遅延が少ない反面、コストが高いことと 密度が低いことがデメリットです。大容量の主記憶としては用いられず、主にキャッシュや特定の高性能領域に使われます。

静的メモリと動的メモリの違い

動的メモリは DRAM と呼ばれ、データは capacitor で保持されます。しかし一定時間ごとにリフレッシュが必要です。これにより遅延が生まれやすく、同じ容量なら静的メモリよりコストが安く密度が高い利点があります。DRAM は大容量の主記憶として広く使われていますが、SRAM は高速性を重視する場面に向いています。

静的メモリの使いどころ

静的メモリは高速性が重要な場所で活躍します。具体的には CPU のキャッシュレジスタ、組み込み機器の小規模な RAM など、データをすばやく読み書きしたい領域で使われます。大容量のメモリには向かず、容量あたりのコストが高い点を理解しておくことが大切です。

静的メモリと動的メモリの比較

種類 概要 メリット デメリット
静的メモリ リップフロップ回路を使いデータを保持 高速フレッシュ不要 コストが高い密度が低い
動的メモリ キャパシタで記憶し定期的にリフレッシュ 高密度低コスト リフレッシュが必要遅い

補足と用語の整理

SRAM とは静的 RAM の代表的な形で回路構成が複雑です。
DRAM とは動的 RAM の代表で容量あたりのコストが低く設計がシンプルです。

まとめ

静的メモリは高速性と信頼性を重視する場面で活躍します。一方でコストが高いため大容量には向かず主記憶には DRAM が使われることが多いです。静的メモリと動的メモリの特徴を理解しておくと設計時に最適なメモリ構成を選べるようになります。


静的メモリの同意語

SRAM
Static RAMの略称。静的RAMのことで、電源を供給している間データを保持する高速な揮発性メモリ。データのリフレッシュが不要で、読み書きが速いが、容量あたりのコストが高く消費電力も大きめ。
静的RAM
Static RAMの日本語表現。リフレッシュを必要としないメモリで、SRAMと同義。高速だが容量単価が高い。
スタティックRAM
Static RAM(SRAM)の別表記。呼称として同義。
スタティックメモリ
静的メモリの表現の一つ。SRAMを指すことが多いが、文脈次第でソフトウェアの静的データ領域を指す場合もある。
静的データ領域
プログラムの実行中に静的データ(static変数・グローバル変数)が格納される領域。SRAMとは別の文脈で用いられることが多い。
静的データメモリ領域
プログラムの実行中に格納される静的データを置く領域のこと。静的メモリのソフトウェア的側面を指す表現。
フリップフロップ型メモリ
SRAMのセル構造を説明するときの表現。データを保持するためにフリップフロップ回路を用いるタイプのメモリ。

静的メモリの対義語・反対語

動的メモリ
実行時に必要に応じて確保・解放されるメモリ。プログラムの実行中に動的に割り当てられるため、静的メモリの対義語として最も一般的に使われます。(例: Cでは malloc/free、C++では new/delete)
ヒープ領域
動的メモリが割り当てられる代表的な領域。ヒープは必要に応じて拡張・縮小され、解放しないとメモリリークの要因になります
タック領域
関数呼び出しごとに自動的に確保され、関数の実行が終わると解放される領域。局所変数が格納され、静的メモリとは管理方法が異なります。
ランタイム割り当て
実行時にメモリを割り当てる仕組み。静的割り当てに対する対比として使われます。
動的割り当て
必要になった時点でメモリを確保し、不要になれば解放すること。代表的な考え方のひとつです。
動的メモリ管理
動的メモリの確保・解放を適切に扱うための管理技術。断片化を防ぐ設計やガベージコレクションなどが含まれます。

静的メモリの共起語

SRAM
静的RAMの代表的な形。データを保持するのに電荷の再充電を必要とせず、非常に高速。主にキャッシュメモリやレジスタ近辺に用いられるが、DRAMより高価で容量は小さめ。
DRAM
動的RAMの代表。データは容量素子(キャパシタ)に電荷として保持され、一定時間ごとにリフレッシュが必要。コストが低く容量あたりは大きい。主記憶として広く使われる。
キャッシュメモリ
CPUと主記憶の間に置く超高速メモリ。多くはSRAMを使い、アクセス時間を短縮。
主記憶
CPUが直接参照する主要な記憶領域。通常はDRAMで構成されるが、キャッシュを含むメモリ階層の中心となる。
レジスタ
演算結果や一時データを保存するCPU内部の高速小容量メモリ。
非揮発性メモリ
電源を切ってもデータを保持する性質の記憶。ROMやNVRAMなどが代表例
揮発性メモリ
電源を切るとデータが消える性質の記憶。SRAMやDRAMが該当。
ROM
読み出し専用メモリ。通常は非揮発性で、ファームウェアの格納などに用いられる。
NVRAM
Non-volatile RAM。電源を切ってもデータを保持するRAMの総称。MRAMやFRAMなどの技術を含む。
半導体メモリ
半導体チップ上に実装されるメモリの総称。静的・動的などの種類を含む。
メモリ階層
高速なキャッシュ〜主記憶〜補助記憶の階層構造。性能を左右する重要な考え方。
リフレッシュ
DRAMなどでデータを保持するために定期的に行う再充電(リフレッシュ)。
アドレス空間
メモリを区切る番号付けの仕組み。どの位置にどのデータがあるかを決める。
容量
メモリが保持できるデータ量の指標。GB・TBなどの単位で表現される。
電力消費
メモリの動作に伴う電力の消費量。省電力設計の話題につながる。

静的メモリの関連用語

静的メモリ
電源が供給されている間データを保持する性質をもつメモリ。主にSRAMに相当し、リフレッシュを必要とせず高速だがコストと集積度が高い。CPUのキャッシュなどに使われることが多い。
SRAM
Static RAMの略。フリップフロップを組み合わせて1ビットを格納する。リフレッシュ不要、読み書きが速いが密度が低く高価。
DRAM
Dynamic RAMの略。容量性キャパシタで1ビットを格納。定期的なリフレッシュが必要。高密度・低コストだがSRAMより遅い。
リップフロップ
1ビットを保持する基本素子。2つの安定状態を持ち、SRAMセルの基本構成要素。
メモリセル
データを格納する最小の記憶単位。SRAMはフリップフロップ、DRAMはキャパシタで構成。
リフレッシュ
DRAMでデータを保持するために定期的に実施する電荷の再書き込み操作。
データセグメント
C/C++のデータセグメントに格納される静的データ領域。初期化済みデータはデータセグメント、初期化されていないデータはBSSセグメントに配置されることが多い。
静的ストレージ期間
静的変数やグローバル変数など、プログラム実行中ずっと生存する変数のライフタイムのこと。
静的変数
static修飾子が付いた変数。関数間で値を保持し、プログラム全体から参照される。
グローバル変数
プログラム全体から参照できる変数。静的ストレージ領域に格納されることが多い。
スタック
関数呼び出しの際に自動変数を確保・解放する領域。高速だが容量に限界。
ヒープ
動的メモリ割り当ての領域。malloc/freeなどで管理され、寿命はプログラムの指示次第で自由に決められる。
静的割り当て
コンパイル時に決定して固定的に確保する割り当て。静的変数・グローバル変数はこれに該当。
動的割り当て
実行時に必要に応じてメモリを確保し、後で解放する割り当て。ヒープを用いる。
主記憶
PCのRAMを指す一般用語。通常はDRAMが用いられることが多い。
キャッシュメモリ
CPUと主記憶の速度差を埋めるための小容量・高速メモリ。多くはSRAMで構成され、L1/L2/L3などの階層を持つ。
揮発性メモリ
電源を切ってもデータを保持するメモリの総称。NAND/NORフラッシュ、ROM、MRAM、PCMなどが含まれる。
ROM
読み出し専用メモリ。工場出荷時のデータやファームウェアを格納する。
PROM
Programmable ROM。初回のみ書き込み可能なROM。
EEPROM
電気的に消去・再書き込み可能なROM。書き換えは比較的遅いが、後からデータを更新できる。
NANDフラッシュ
大容量でコストが低い不揮発性メモリ。SSDなどに用いられ、ブロック単位での書き換えが基本。
NORフラッシュ
読み出しが比較的速い不揮発性メモリ。コード格納などに適するが、容量あたりのコストは高い。
MRAM
磁気RAM。磁化状態でデータを保持する不揮発性メモリ。耐久性が高く、長期保存に向くと期待される。
PCM
相変化メモリ。材料の相を変化させてデータを格納する不揮発性メモリの一種。高速性と耐久性を目指す技術。
メモリ階層
データへのアクセスを高速化するための階層構造。レジスタ、キャッシュ、主記憶、外部ストレージの順にアクセス速度と容量が異なる。

静的メモリのおすすめ参考サイト


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