リフレッシュとは？

リフレッシュの意味

DRAMのコンデンサから自然に抜けていく電荷を、内容を読み出して同じ値を書き戻すことで復元する動作。数ミリ秒ごとに全行に対して行う必要があり、その間はCPUからのアクセスができないため、実効的な性能をわずかに下げる。

リフレッシュの具体例

数ミリ秒周期で行アドレスを順に指定して全行をリフレッシュする。最近のDRAMはメモリコントローラやチップ自身がこれを自動で行うため、プログラムからは意識しなくてよい。

リフレッシュは試験でどう引っ掛けられる？

リフレッシュは「電源を切っても内容を保つ動作」ではない。電源が入っている間だけ内容を保つ動作であり、揮発性であることに変わりはない。

リフレッシュと関連する用語

• DRAM

リフレッシュが出た過去問

• DRAMの説明として，適切なものはどれか。

  正解：リフレッシュ動作が必要なメモリであり，PCの主記憶として用いられる。

  要点：DRAMはリフレッシュが必要な揮発性の主記憶用メモリ

  DRAMはコンデンサに電荷を蓄えて情報を保持するため、放置すると電荷が抜けてしまう。一定間隔で内容を読み書きし直すリフレッシュ動作が必須である。構造が単純で大容量化しやすく安価なので、PCの主記憶に使われる。

  出典：平成28年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問21（IPA）

• SRAMと比較した場合のDRAMの特徴はどれか。

  正解：メモリセル構成が単純なので、ビット当たりの単価が安くなる。

  要点：DRAMは構造が単純で安価だがリフレッシュが必要

  DRAMはコンデンサに電荷を蓄えてデータを保持する方式で、1ビットをトランジスタ1個とコンデンサ1個程度で構成できる。メモリセルの構造が単純で集積度を高めやすいため、SRAMに比べてビット当たりの単価が安く、大容量の主記憶に用いられる。

  出典：平成29年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問20（IPA）

• 相変化メモリの説明として，適切なものはどれか。

  正解：結晶状態と非結晶状態の違いを利用して情報を記憶する不揮発性メモリ

  要点：相変化メモリは結晶・非結晶の抵抗差で記憶する不揮発性メモリ。

  相変化メモリ（PRAM／PCM）は、カルコゲナイド系材料が結晶状態と非結晶（アモルファス）状態とで電気抵抗が大きく異なる性質を利用して情報を記憶する。電源を切っても状態が保たれる不揮発性メモリであり、書換え可能でリフレッシュも不要である。書換え可能な光ディスクと同じ相変化の原理を電気抵抗の読取りに応用したものである。

  出典：平成30年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問10（IPA）

• DRAMのメモリセルにおいて、情報を記憶するために利用されているものはどれか。

  正解：コンデンサ

  要点：DRAMはコンデンサの電荷で記憶するためリフレッシュが必要

  DRAMのメモリセルは1個のコンデンサ（キャパシタ）と1個のトランジスタで構成され、コンデンサに電荷があるかどうかで1ビットを記憶する。電荷は時間とともに放電して失われるため、一定周期で読み出して書き戻すリフレッシュ動作が必要になる。

  出典：令和1年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問20（IPA）

• SRAMと比較した場合のDRAMの特徴はどれか。

  正解：メモリセル構成が単純なので、ビット当たりの単価が安くなる。

  要点：DRAMはセルが単純で安価だがリフレッシュが必要

  DRAMは1ビットを1個のトランジスタとコンデンサで構成するため、メモリセルが単純で高集積化しやすく、ビット単価が安い。その代わり電荷が抜けるので定期的なリフレッシュが必要で、主記憶に使われる。フリップフロップを使うSRAMは高速だが高価で、キャッシュに使われる。

  出典：令和2年度 10月 応用情報技術者試験 午前 問20（IPA）