NAND型フラッシュメモリとは
NAND型フラッシュメモリとは、電源を切っても内容が残る不揮発性のメモリです。 キオクシアは公式ページで、同社が1987年に世界初のNAND型フラッシュメモリを発明したと述べています。
DRAMは電荷をキャパシタに置きますが、その電荷は漏れていくため給電と定期的な書き戻しを要します。Samsungは公式ページで、DRAMを揮発性のメモリとし、蓄えた電荷が時間とともに自然に減ると述べています。
フラッシュメモリは、電荷の置き場所を変えます。周囲を絶縁膜で囲まれた領域へ電荷を閉じ込めれば、逃げ場がなくなります。電源が切れても電荷はその場に留まり、内容が残ります。
書き込みと消去は、この絶縁膜を電荷に越えさせる操作です。高い電圧をかけて膜を通し、閉じ込めるか、追い出すか。通すたびに膜には負担がかかるため、書き換えられる回数には限りがあります。読み出しだけなら膜を越えさせる必要がないので、負担は小さくなります。
NANDという名前は、セルのつなぎ方を指します。複数のセルを直列に数珠つなぎにする構成です。1セルごとに接点を出す構成に比べて必要な配線が減るため、同じ面積により多くのセルを詰められます。容量を優先した選択です。
多値化は容量と寿命の入れ替え
Section titled “多値化は容量と寿命の入れ替え”1つのセルに何段階の電荷量を持たせるかで、記録できるビット数が変わります。2段階なら1ビット、4段階なら2ビット、16段階なら4ビットです。
キオクシアは公式ページで、2001年に同社が1GbitのMLC NAND型フラッシュメモリを投入したことを、多値化の最初の適用として挙げています。同ページには近年のQLC UFS 4.1製品も掲載されています。
段階を細かく刻むほど、隣の段階との間隔は狭くなります。読み出すときに区別すべき電圧差が小さくなり、書き込むときに狙う精度も上がります。電荷がわずかに抜けただけで隣の段階と紛れるため、時間が経ったデータの読み出しも難しくなります。書き換えられる回数の見積もりも厳しくなります。
容量が増える代わりに、精度と寿命の要求が上がる。多値化はこの入れ替えです。用途によって選ぶ段数が違うのは、どちらを重く見るかが違うためです。キオクシアは同ページで、エンタープライズストレージ、データセンターストレージ、クライアントコンピューティング、モバイル、車載、コンシューマ、産業用途を挙げています。
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よくある質問（FAQ）
Section titled “よくある質問（FAQ）”NAND型フラッシュメモリとは何ですか？
電源を切っても内容が残る不揮発性のメモリです。キオクシアは公式ページで、同社が1987年に世界初のNAND型フラッシュメモリを発明したと述べています。
なぜ電源を切っても消えないのですか？
電荷を絶縁膜で囲まれた場所へ閉じ込めるためです。周囲が絶縁体なので、電源が切れても電荷は逃げ場がなく、その場に留まります。DRAMがキャパシタの電荷を保つのに給電を要するのと対照的です。
NANDという名前は何を指しますか？
セルのつなぎ方です。複数のセルを直列に数珠つなぎにする構成を指します。1セルあたりに要る接点が減るため、同じ面積により多くのセルを詰められます。
1セルに何ビット入りますか？
詰め方で変わります。キオクシアは公式ページで、2001年に同社が1GbitのMLC NAND型フラッシュメモリを投入したことを、多値化の最初の適用として挙げています。近年はQLC（1セル4ビット）の製品も掲載しています。
多値化すると何が起きますか？
同じセル数でも容量が増えます。そのかわり1ビットあたりの電圧の余裕が狭くなるため、読み書きの精度と書き換え可能な回数の要求が厳しくなります。容量と寿命の入れ替えになります。
どこで使われますか？
キオクシアは公式ページで、エンタープライズストレージ、データセンターストレージ、クライアントコンピューティング、モバイル、車載、コンシューマ、産業用途を挙げています。
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Section titled “比較・違いを学ぶ”- DRAMとは ── 電源を切ったあとの状態が違う
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