回転体でないメモリーの記録構造を教えてください

質問

回転体であるＣＤやＨＤの記録構造は簡単に理解できるのですが、回転体でないメモリー（ＤＲＡＭやフラッシュメモリーなど）の記録構造がわかりません。
回転記録体は、回転速度が速くなればデーターのやり取りが速くなりますが、否回転メモリーでは、この回転速度に相当するのはクロックと称する周波数なのでしょうか。

回答No.3

Hoyat · ベストアンサー

>「メモリはソフト制御のみに依存して、データを記録・読取する」
>という箇所で、プログラムされたソフトとは思うのですが、
>その仕組みが具体的に理解できないでいます。

いささか乱暴なたとえですが
駐車場を思い浮かべてください。自動車はデータです。
誘導員等が制御プログラムだと思ってください。
それでメモリーの概念となります。

>メモリースティックとＳＤカード、ＵＳＢメモリでは、そのソフト制御は違うのでしょうか。

先の例えで言うなら立体駐車場か平面駐車場かの違い程度です。
あと誘導員の規則が違うようなものです。
記憶素子の質の違いと制御プログラムの質の違いだけで
大枠では相違はないです。
WindowsOSとMacOSのように（そこまで違いはないですが）
「似て非なるもの」で「互換性がない」と言う点では同じです。
（詳細な相違を述べるとなるとその道の専門家じゃないと無理です。）

一般にUSBメモリと呼ばれるものはコンパクトフラッシュと
類似した形式がとられています。
iPodnanoとかのシリコン式ミュージックプレイヤーの同様です。

お礼

丁寧に説明していただき有難う御座います。目からうろこです。おかげ様でメモリーの構造が理解できました。
制御ソフトの仕組みを、駐車場に例えた所は特に分かりやすかったです。
私は日経パソコンで色々と情報を入手しているのですが、メモリの構造はあまりにも基本的過ぎるのか、その類いの説明が無く困っていました。これで一歩前進できました。改めて、心から感謝します。

回答No.4

manjyu-uso800

質問者さんは、単純にRAMやフラッシュメモリーの動作原理を知りたいのではないでしょうか。

一般的にパソコンのメインメモリーに使われているD-RAMは、記憶素子の1つ1つがコンデンサになっています。

コンデンサに電圧を加え帯電することで記録します。このコンデンサに帯電されているか、帯電されていないかがデジタルの1と0の信号になるのです。
DIMMなどのメモリモジュールには、コンデンサの大群のメモリチップと、メモリを動作コントロールするためのICチップとがセットになっています。

フラッシュメモリーは、分類上はROMでして、書き換え可能なROMとなります。
記録素子の一つ一つはトランジスタとなっています。このトランジスタは絶縁体に包まれており、強い電圧を加えると、絶縁体を電気が通り抜けトランジスタ内の半導体に電圧がたまります。
この電圧のある・なしが0と1の信号になります。
ROMなのでいったん書き込めば電気がなくてもデーターは消えませんが、書き込みを繰り返すと徐々に記録素子が劣化していくため、書き換え回数に制限があります。

ちなみにROMは、記録素子の1つ1つがトランジスタになっており、ROMチップ内のある特定の信号線とトランジスタの電極が結線されている、いないがそれぞれ1と0の信号となります。

補足

私の質問の目的は、ご指摘の通り「メモリーの動作原理を知りたい」のです。
かゆい所に手が届いた思いです。

第1回答者さんから制御ソフトの事を教えてもらったのですが、その制御ソフトが「メモリを動作コントロールするためのICチップ」の中にインストールされているのでしょうか。
ソフトならば、そのサイズはどれ位なのでしょうか。

回転記憶体とするフロッピー（ＦＤ）・ＣＤ類は、デジタル信号を分解した状態の1列で伝送すると把握しているのですが、メモリーの場合、未分解のまとまった束の状態で、1度にドバッと伝送できるのでしょうか。
束の状態で伝送できるならば、その時のデジタル信号はどのようになるのでしょうか。
モールス信号のように、一箇所のオン・オフでは対応できないように思うのですが。

回答No.2

Hoyat

概念として「回転によってデータを伝達する」は
ある意味間違っていますのでその点を改めてください。

回転記録体が回転するのはデータの記録箇所（点）を
分散化するための行為であって、
それを読むために該当箇所へと回転しているに過ぎないのです。
レコードと針の関係とは似ていますが根本的に違うのです。
これはデジタル（点記録）とアナログ（線記録）の差でもあります。
レコードでは途中にある曲の頭出しは出来ませんが
（職人的技術でもあれば別ですが）
オーディオCDではどの順番の曲も頭出しが可能である事を
考えてください。

回転数の違いによるデータ読み書きの時間の速さというのは
「該当データの保存箇所」への「到達」の「速さ」だけであって
「データのやりとり」の「速さ」ではないのです。
実際にCDやHDでの記録方法も
（実際にはこんな言葉は無いのですが）非回転メモリの記録方法も
電圧のオン・オフによる1・0に過ぎないのです。
ですのでそのオンオフの速度（周波数）が速ければ
データのやり取りは速くなります。

ではメモリはどうやってデータを記録・読取するのかというと
ソフト制御のみに依存するのです。
いささか乱暴な言い方になれば
「電流が流れれば」データの書き換えはできるのです。
でもそれはCDもHDも同じ事で
前者はその電気信号をレーザー光（光学信号）に置き換えて
記録面に焼き付けて記録しており
後者は磁気信号に置き換えて記録面に記録しているだけなのです。

ですので回転記録体はデータ変換しそれを記録する課程があるので
メモリよりもデータ伝達速度は遅く、
遅い故に回転数という物理的なものにも左右されるのです。

補足としてフラッシュメモリは電気信号を特殊な絶縁素子で
逃がさないようにして（帯電させて）記録するのです。

補足

お忙しい中、回答していただき有難うございます。心より感謝しております。回答の文面を何度も何度も読み返し、色々と勉強になりました。

回転記憶体の回転は、記録箇所の分散化行為、つまり1行ずつデーターを伝送する事。
これに対して非回転のメモリーは、分散化行為をしなくても、方眼状に並んだデーター全てをまとめて伝送する事ができる、というように理解しました。

「メモリはソフト制御のみに依存して、データを記録・読取する」
という箇所で、プログラムされたソフトとは思うのですが、その仕組みが具体的に理解できないでいます。メモリースティックとＳＤカード、ＵＳＢメモリでは、そのソフト制御は違うのでしょうか。

回答No.1

Hoyat

まず回転記憶体のデータのやり取りが
回転速度によって変わるのはあくまで
ボトルネックになるインターフェイスの
転送速度が同じ場合にのみ通用します。
HDの記憶構造はどのメディアでも基本的に同じですが
円盤の枚数・キャッシュの容量・インターフェイスの違い
によって回転数が遅いものでもデータのやり取りを
早めることが可能です。
ATA66規格のインターフェイスしか持たない7200回転のHDよりも
SATA規格のインターフェイスの5600回転のHDが速いと
言えばよろしいでしょうか？

またCD等の光学ディスクとHDでは記憶構造は違います。
前者が蚊取り線香のような構造であるのに対し
後者は同心円上に記憶する構造です。
ですので回転速度＝データの転送速度ではないとお考えください。

さて、お尋ねの非回転記憶体ですが
まず、DRAMなどのいわゆるメモリと言うものは
データの一時保存のみに機能しますので
読み書きは全て電気周波数に依存します。
PC100（100Mhz）よりもDDR（333Mhz～）の方が速くなります。
ですが回転速度とは前述の通り全く異なります。
インターフェイスの違いだと思ってください。
ですので回転速度にあたるものはありません。

フラッシュメモリーはデータを書き込むものですので
記憶構造はHDに近いものがあります。
勿論回転しないのでその記憶構造は円形ではありません。
内部構造があまりオープンにされていないので
データのやり取り速度の見分け方は
メーカーの「○倍速」と言うのを見当にするしかありません。
あえて言うならこれもインターフェイスによって速度は決まると
言っても（乱暴ではありますが）正解です。
USB1.0よりもUSB2.0の方が速いと言うようなものです。
当然のことながら回転速度にあたるものはありません。

補足

教えていただき有難う御座います。非回転記憶体の件でもう少し理解できない点があります。
ＣＤやＨＤなどの回転記憶体では、アナログレコードと針の関係のように、回転によって送られる情報をアームが受け取って０と１のデジタル信号で記憶するのは分かるのです。しかし非回転体のメモリーでは、この回転によって情報をアームに送ることはできません。メモリーの回路に電流を流すだけで情報を書き込めるのでしょうか。０と１のデジタル情報をどのように流して受け取っているのか、この基本的な記憶構造が分からないのです。