DRAMとNANDフラッシュの違い:揮発性・速度・容量・用途を比較
DRAMはコンデンサの電荷でデータを記憶するメモリで、高速に読み書きできる一方、電源を切るとデータが消えます。NANDフラッシュは、絶縁膜に囲まれた層に電子を閉じ込めて記憶するので、電源を切ってもデータが残り、1ビットあたりのコストも低くできますが、読み書きはDRAMよりずっと遅く、書き換えられる回数にも限りがあります。そのため、パソコンやスマートフォンでは、DRAMを作業用のメインメモリに、NANDをSSDなどのストレージに使います。
| 項目 | DRAM | NANDフラッシュ |
|---|---|---|
| 記憶の仕組み | 1個のトランジスタと1個のコンデンサ(1T1C)。コンデンサの電荷の有無で記憶する | しきい値電圧を変えられるトランジスタ。浮遊ゲートや電荷トラップ層に蓄えた電子の量で記憶する |
| 電源を切ったとき | データは消える(揮発性) | データは残る(不揮発性) |
| リフレッシュ | 必要(代表的には64 ms以内に全行) | 不要。ただし電荷は少しずつ抜けるので、データを保持できる期間には限りがある |
| 読み書きの単位 | 細かい単位でランダムに読み書きできる(実際には数十バイトのバースト転送) | 読み出しと書き込みはページ(数KB〜十数KB)単位、消去はさらに大きいブロック単位 |
| 上書き | そのまま上書きできる | 上書きできない。ブロック単位で消去してから書き込む |
| アクセスにかかる時間 | 数十ナノ秒 | 読み出しは数十マイクロ秒程度、書き込みはさらに長く数百マイクロ秒程度 |
| 書き換え回数 | 実用上の制限はない | 限りがある(目安はSLCで約5万〜10万回、TLCで数千回、QLCで約1,000回) |
| 大容量化の工夫 | 微細化と、コンデンサの立体化(深く高い構造のキャパシタ) | セルを縦に積み重ねる3D NANDと、1セルに複数のビットを入れる多値化 |
| 1ビットあたりのコスト | 高い | DRAMよりずっと低い |
| 主な用途 | パソコンやサーバーのメインメモリ、スマートフォンのLPDDR、GPUのGDDRやHBM | SSD、スマートフォンの内蔵ストレージ、USBメモリ、SDカード |
数値は代表的な目安で、世代や製品によって異なります。