フラッシュメモリガイド

フラッシュメモリとは？

フラッシュメモリは、ソリッドステートの電子メモリ記憶媒体です。データの消去や再プログラムが容易で、SDカードやUSBメモリなど様々な機器や、より専門的な産業用アプリケーションに使用されています。

フラッシュメモリーには、大きく分けてNAND型とNOR型の2種類があります。NAND型フラッシュメモリは通常、汎用的なデータの保存や転送に使用され、NOR型フラッシュメモリは通常、デジタル設定データの保存に使用されます。NAND型は最も一般的なタイプで、USBドライブやSDカードなどのデバイスに搭載されています。

フラッシュメモリの特性

フラッシュメモリーカードの特性は、そのチップ固有の性能を決定する重要なものです。容量、信頼性、速度などの特性があります。フラッシュ・ストレージ・デバイスは、一般的に物理的なサイズが小さいため、持ち運びやアクセス、移動に便利であることが特徴です。

フラッシュメモリーの速度は通常チップ上に表示され、識別できるようになっています。この速度は通常、規格に関連するものです。また、フラッシュメモリーは信頼性の高いデータ保存方法であり、信頼性の高いブランドの製品にはエラー検出・訂正機能が搭載されているものもあります。

フラッシュメモリ容量表

フラッシュメモリーを使用する機器の容量は、保存するデータの種類や個々のデータファイルの大きさによって異なります。完全に一致するわけではありませんが、おおよその目安として以下の表を参考にしてください。

また、特定のデバイスに表示されているストレージ容量のすべてがデータ保存に利用できるわけではないことにも注意が必要です。これは、容量の一部がフォーマットなどのシステム機能で占有されるためです。

フラッシュメモリーデバイスの種類

フラッシュメモリーの種類は、SD、マイクロSD、コンパクトフラッシュが一般的です。メモリーカードやUSBメモリは普及が進んでおり、幅広い用途に使われています。

フラッシュメモリーの仕組み

フラッシュメモリは、国際的に承認された規格で作られたソリッドステートメモリ記憶チップです。フラッシュメモリーデバイスは、積層されたセルを用いて、大容量のデータを小さな領域に保存することができます。大容量化・小型化の要求から、多値セル（MLC）の採用が進んでいます。MLCは、1つのメモリセルに複数の論理レベルを持たせて、それを実現することです。

標準的なフラッシュ・ストレージ・デバイスは、メモリ・スタックとコントローラを含んでいます。メモリスタックには、上で説明したように、データが格納されるセルが含まれます。メモリコントローラは、メモリとホストデバイスの間の共通インターフェイスとして機能します。両者間の通信を管理し、通常、USB、UFS、PCIなど、さまざまなプロトコルや技術をサポートします。

ユーザーがフラッシュメモリにデータを送信すると、コントローラはそのインタフェースを通じてデータをバッファリングし、データをエンコードします。その後、データはフラッシュインターフェースを介してメモリに保存されます。一方、ユーザーがフラッシュメモリに保存されたデータへのアクセスを要求すると、データはデコードされ、インターフェースとメモリバッファを介してホストデバイスに送信されます。

フラッシュメモリー図

下図は、標準的なメモリーデバイスのパッケージの構成要素を簡単に示したものです。

フラッシュメモリーは何に使われているのか？

フラッシュメモリは、主に機器に搭載されているオンボードメモリにメモリを追加するために使用されます。国内だけでなく、さまざまな産業で使用されており、一般的に入手することができます。

フラッシュメモリーは、その汎用性の高さから、多くのデバイスに利用されています。フラッシュメモリーを使用したデバイスの一例としては、以下のようなものがあります。

• 携帯電話
• PCおよびノートパソコン
• デジタルカメラ
• スマートテレビ
• GPSシステム
• セキュリティシステム
• ミリタリー
• 通信・ネットワーク
• SSDドライブ
• 小売業経営
• メディカル

フラッシュメモリーの使い方

最近のフラッシュメモリーチップは、カードやUSBメモリーを差し込むだけで、デバイスが処理をしてくれます。このプラグアンドプレイ機能により、フラッシュメモリー使用の付加的な利点を容易に享受することができるようになりました。

フラッシュメモリーのプログラム方法

フラッシュメモリーSDカードをフォーマットすると、デバイスがリフレッシュされ、以前のデータの痕跡が取り除かれ、最高のパフォーマンスを取り戻すことができるため、有益です。フラッシュメモリーSDカードをお持ちの場合、コンパクトフラッシュメモリーカードのフォーマット方法として推奨されるのは、公式のSDフォーマッターを使用する方法です。これは、さまざまなフラッシュメモリーカードをフォーマットするためにダウンロードできるソフトウェアです。これは、これらのデバイスで使用するために最適化されており、適切なフォーマットソリューションを提供するために設計されています。

万が一、機能追加が必要になった場合、フラッシュメモリのアップグレード方法は非常にシンプルです。フラッシュメモリーをアップグレードする最も簡単な方法は、古いチップ、カード、またはUSBスティックを取り外して、必要な機能を追加したより大きい、またはより速い代替品に交換することです。

フラッシュメモリーのテスト方法

フラッシュメモリーデバイスは、信頼性とホストデバイスからのアクセスのしやすさを確保するために、製造工程でフォーマットされます。デバイスをフォーマットするという行為は、ホストデバイスがメモリにアクセスし、必要に応じてデータの保存や取り出しができることを意味します。

フラッシュカードやドライブをフォーマットする手順は、以下のとおりです。

• デバイスのメモリーセルをテストする
• 不具合のあるセルの特定
• 故障したセルが保存データの読み書きをできないようにすることで、データを保護する。
• 将来、追加したセルに不具合が生じた場合の予備として、複数のセルを確保する
• ファームウェアのアップデートなど、システムに必要不可欠なセル数の確保
• ファイルの保存とアクセスのためのファイル管理システムの構築

フラッシュメモリーの消去方法

フラッシュメモリーデバイスを消去すると、デバイスから古いファイルを永久に削除することで、ストレージの空き容量を確保することができます。消去する前に、現在デバイスに保存されているデータをバックアップすることをお勧めします。

以下の手順でフラッシュドライブを消去します。

• デバイスをホストデバイス（通常はPCまたはラップトップ）に接続する
• PCメニューからデバイスの設定を確認する
• フォーマットオプションを選択する
• お使いの端末によっては、追加の設定が必要な場合があります。
• デバイスをフォーマットしてデータを消去し、フラッシュドライブをクリアにする

フラッシュメモリーの長所と短所

フラッシュメモリーを使用してデバイスの追加ストレージを提供することには、さまざまな利点と欠点があります。主な利点と欠点について、以下のセクションで詳しく説明します。

メリット

フラッシュメモリは広く普及しており、さまざまな機器に使用できる互換性があります。その利点は以下の通りです。

• 手頃な価格と費用対効果
• 高速
• 大容量
• 安定性

デメリット

また、他の技術と同様に、フラッシュメモリーにも考慮すべき欠点があります。それは次のようなものです。

• 安価なモデルには低品質のものもある
• 信頼できるブランドやサプライヤーから購入しない場合、模倣品を購入する危険性があります
• 長期間の使用で品質が低下する可能性がある
• データ書き換えによる制限

よくあるご質問

フラッシュメモリーカードリーダーとは？

フラッシュメモリーカードリーダーは通常、PCやノートPCのUSBスロットに差し込むデバイスである。その目的は、PCでフラッシュメモリーカードの読み取りまたは書き込みを許可することです。最近のノートPCの多くは、この目的のためにSDカードリーダーを内蔵しています。

フラッシュメモリーはどれくらい必要ですか？

特定のデバイスやタスクにどれだけのフラッシュ・メモリが必要かは、いくつかの影響要因によって決定されます。価格や容量もさることながら、さまざまなモデルやタイプを選択することができます。

その大きな要因のひとつが、フラッシュメモリーを搭載する機器です。これは、搭載する機器自体に最大サイズなどの制約がある可能性が高く、どのフラッシュメモリチップを搭載するのが最適かを判断する材料になるためです。

フラッシュメモリーは何でできているのか？

フラッシュメモリは、コントロールゲートとフローティングゲートの2つのトランジスタが交差するグリッドで構成されています。そして、フローティングゲートを絶縁する役割を果たす酸化膜で区切られています。

フラッシュメモリーを発明したのは誰か？

フラッシュメモリは、1980年代に舛岡富士雄という技術者が、大手メーカーの東芝と共同で発明したものです。藤尾らは、フラッシュメモリー上のデータを素早く消去することをカメラのフラッシュになぞらえ、この技術を「フラッシュメモリー」と名付け、現在に至ります。

この技術は、電源を切ってもデータを保存できるようにすることを目的に作られました。当時、DRAMチップ、フロッピーディスク、磁気テープなど、既存のデータ保存技術に取って代わるものとして期待されていました。その後、フラッシュメモリーは急速に普及し、現在ではさまざまなアプリケーション、産業、家庭用品において最も一般的なストレージソリューションの一つとなっています。

SPIフラッシュメモリーとは？

SPI（Serial Peripheral Interface）は、マイクロコントローラとSDカードなどの周辺機器との間でデータを送信するために用いられるインターフェースバスであり、一般的に、マイクロコントローラとSDカードなどの周辺機器との間でデータを送信するために用いられます。データ線とクロック線に加え、通信相手となるデバイスとそのインターフェースを選択するためのセレクト線を使用して動作します。

そのため、SPIフラッシュメモリは、SPIでインタフェースするタイプのフラッシュモジュールとなります。比較的安価で入手しやすく、なおかつ適度な速度が得られるのが特徴です。SPIフラッシュ・メモリには、さまざまな種類と容量があります。

フラッシュメモリーはどのくらいの期間データを保存できるのか？

使用条件にもよるが、最近のフラッシュメモリーは平均10年程度のデータ保存を想定しているものが多い。このため、中期的にデータを保存するシステムとしては信頼性が高いが、フラッシュメモリーは長期的な保存を想定していないことに留意する必要がある。このため、データは二次デバイスやストレージシステムにバックアップすることが推奨されます。