フラッシュメモリとは?ふらっしゅめもり
フラッシュメモリとは、電気的に一括消去して書き直せる不揮発性メモリ。書込み前にブロック単位の消去が必要で、書換え回数と保持年数(データリテンション)に上限がある。ランダム読出しが速く直接実行(XIP)に向くNOR型と、ビット単価が安く大容量なNAND型があり、プログラム格納とデータ蓄積で使い分けるのが基本になる。
最終更新:2026-10-06
この語が出る過去問を解く →背景
組込み機器のプログラムは、電源を切っても消えず、かつ現場で書き換えられる必要がある。マスクROMは安いが焼き直しがきかず、EPROMは紫外線で消すために基板から抜く手間があった。電気的にその場で消して書ける不揮発メモリが実用化されたことで、量産後の不具合修正や機能追加が現実の選択肢になり、製品のライフサイクルそのものが変わった。シラバスもフラッシュメモリを適切に利用する能力を挙げている。
具体例
キオクシアのNAND型はSDカードやSSDとしてデータ蓄積に、インフィニオンやマクロニクスのNOR型はブートコードのXIP用に使われる。MCU内蔵フラッシュは、領域を二面に分けてOTA更新中に電源が落ちても旧面から起動できるようにする構成が定番。
試験での引っ掛け
書込み単位(ページ)と消去単位(ブロック)が違うため、1バイトの更新でもブロック消去が要る。ウェアレベリングは書換えを分散させるだけで、回数上限を無くすものではない。RAM代わりに頻繁に書く設計は寿命を先に食い潰すので、書換え回数の見積りは答案で根拠として書く。
関連用語
出た過去問
出典:平成29年度 春期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問3(IPA)
SLC(Single-Level Cell)型と比較したとき、MLC(Multi-Level Cell)型のフラッシュメモリの優れている点はどれか。
正解:1セル当たりの記憶容量が大きい。
要点:MLCは大容量が利点、速度・耐久性・保持期間は劣る
MLCは1つのセルに複数の電圧レベルを設けて2ビット以上を記録する方式なので、同じセル数でもSLCより大きな容量を実現でき、ビット単価を下げられる。その代わり電圧レベルの識別余裕が小さくなるため、書換え速度、書換え可能回数、データ保持期間といった信頼性の指標はいずれもSLCに劣る。用途に応じて使い分ける。
出典:平成31年度 春期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問2(IPA)
MLC(Multi-Level Cell)フラッシュメモリの特徴として、適切なものはどれか。
正解:一つのメモリセルに2ビット以上のデータを記憶する。
要点:MLCは1セルに2ビット以上を記憶して大容量化する
MLCフラッシュメモリは、1つのメモリセルに蓄える電荷量を多段階に制御し、しきい値電圧の違いで2ビット以上の情報を記憶する方式である。1セル1ビットのSLCに比べて同じ面積で大容量化・低コスト化できる反面、しきい値の余裕が小さく、書換え可能回数やデータ保持特性、読出し速度の面では劣る。
出典:平成31年度 春期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問5(IPA)
15Mバイトのプログラムを圧縮して、フラッシュメモリに格納している。プログラムのサイズは圧縮によって元のサイズの40%になっている。フラッシュメモリから主記憶へ…
正解:0.48
要点:転送も展開も圧縮後サイズを基準に計算して加算する
圧縮後のサイズは15Mバイトの40%で6Mバイトなので、転送には6÷20=0.3秒かかる。展開は圧縮データ1Mバイト当たり0.03秒なので、6Mバイト分で0.18秒である。転送と展開は同時に行われないため単純に加算し、0.3+0.18=0.48秒となる。
出典:令和4年度 秋期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問9(IPA)
携帯機器に搭載されている補助記憶装置であるeMMCの説明として、適切なものはどれか。
正解:マルチメディアカード規格を基に、BGAパッケージにフラッシュメモリ及びコントローラーを内蔵したストレージ
要点:eMMCはMMC規格ベースでフラッシュと制御を一体化したBGA部品
eMMCはMMC(マルチメディアカード)規格をベースに、NANDフラッシュメモリとその制御コントローラを1つのBGAパッケージへ封止し、基板に直接実装できるようにした組込み向けストレージである。ウェアレベリングやエラー訂正をコントローラ側が担うため、ホストは複雑なフラッシュ管理をしなくてよい。スマートフォンなど携帯機器の内蔵ストレージとして広く使われてきた。
出典・参考
公式シラバスの9 組込みシステムのハードウェア設計・製造 > 9-4 入出力インタフェースの設計に掲載されている用語です。
解説は資格暗記が独自に作成しています。過去問の出典は各問題に記載のとおりです。