DRAMとは

DRAM（Dynamic Random Access Memory）とは、微小なキャパシタへ電荷としてデータを蓄える揮発性のメモリです。 Samsungは公式ページでこのように記述しています。

定義・解説

メモリのセルを設計するとき、面積あたりのビット数が費用を決めます。1ビットあたりの部品が少ないほどセルは小さくなり、同じウェハからより多くの容量が取れます。

DRAMはこれを極限まで削った構成です。Samsungは公式ページで、各セルが1個のトランジスタと1個のキャパシタで構成され、キャパシタが電荷を蓄え、その電荷の有無が二進の1と0を表すと述べています。トランジスタは、そのキャパシタへ通じる扉の役だけを担います。

削った代償が、保持の弱さです。同ページによれば、蓄えた電荷は時間とともに自然に減るため、DRAMは定期的にセルをリフレッシュする必要があります。読み出して書き戻す動作を繰り返して、内容を保ち続けます。名前のDynamicは、この動き続ける性質を指しています。

1トランジスタ1キャパシタと、その代償

ワード線でトランジスタを開き、ビット線とキャパシタの間で電荷をやりとりします。蓄えた電荷は時間とともに減るため、定期的に読み出して書き戻します。

同じDRAMでも、求められるものは使う場所で変わります。サーバは容量と安定性、モバイルは消費電力、グラフィックスとAIは帯域です。

Samsungは公式ページで、DRAMがDDR、LPDDR、GDDR、HBMといった製品系列へ発展したと述べ、用途としてPCとサーバのDDRモジュール、モバイルのLPDDR、グラフィックスカードのGDDR、AIアクセラレータとHPCのHBMを挙げています。

セルの原理はどれも1トランジスタ1キャパシタのままです。違いはインターフェースと実装にあります。信号線を何本どう並べるか、チップをどう積むか、電圧をどこまで下げるか、という部分です。系列の分岐は、セルの外側で起きています。だから系列ごとに別物として覚える必要はありません。

中身は同じ、外側で枝分かれします

製品系列がいくつに分かれても、1ビットを持つ仕組みは1トランジスタ1キャパシタのままです。分岐が起きているのはインターフェースと実装の側で、用途ごとに優先する軸が違います。

同じセルに、違う外側が付いています。 HBMが特別なのはセルではなく、積み方とつなぎ方のほうです。

DRAMとは何ですか？

Samsungは公式ページで、DRAMを揮発性のメモリとし、微小なキャパシタへ電荷としてデータを蓄えると記述しています。電源を切れば内容は消えます。

1ビットはどう記憶しますか？

Samsungは公式ページで、DRAMの各セルが1個のトランジスタと1個のキャパシタで構成され、キャパシタが電荷を蓄え、電荷の有無が二進の1と0を表すと述べています。

なぜリフレッシュが要るのですか？

電荷が時間とともに自然に減るためです。Samsungは公式ページで、この理由からDRAMは定期的にセルをリフレッシュする必要があると述べています。読み出して書き戻す動作を繰り返して内容を保ちます。

なぜ1トランジスタ1キャパシタなのですか？

面積あたりのビット数を稼ぐためです。部品が少ないほどセルは小さくなり、同じ面積により多くのビットを載せられます。そのかわり電荷が抜けるという性質を受け入れることになります。

どんな製品系列がありますか？

Samsungは公式ページで、DRAMがDDR、LPDDR、GDDR、HBMといった製品系列へ発展したと述べています。用途としてPCとサーバのDDRモジュール、モバイルのLPDDR、グラフィックスのGDDR、AIアクセラレータとHPCのHBMを挙げています。

フラッシュメモリと何が違いますか？

電源を切ったあとの状態が違います。DRAMは電荷で持つため電源が切れれば消えます。フラッシュは電荷を絶縁膜で囲った場所へ閉じ込めるため、電源が切れても残ります。

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