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
• SRAM
• 主記憶

リフレッシュが出た過去問

• メモリセルにフリップフロップ回路を利用したものはどれか。

  正解：SRAM

  要点：SRAMはフリップフロップ式でリフレッシュ不要。DRAMはコンデンサ式

  SRAMは1ビットを複数のトランジスタで構成したフリップフロップ回路で保持するため、電源が供給されている間はリフレッシュ動作が不要で高速に読み書きできる。その分ビットあたりの回路規模が大きく、大容量化やコスト面では不利で、主にキャッシュメモリに使われる。

  出典：平成28年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問22（IPA）

• コンデンサに蓄えた電荷の有無で情報を記憶するメモリはどれか。

  正解：SDRAM

  要点：DRAM(SDRAM)はコンデンサの電荷で記憶しリフレッシュが必要

  DRAM系のメモリはコンデンサ（キャパシタ）に電荷を溜めるかどうかで1ビットを表す。SDRAMはクロックに同期して動作するDRAMなので、記憶原理はコンデンサの電荷である。電荷は自然に抜けるため、定期的なリフレッシュが必要になる点がSRAMとの大きな違いである。

  出典：平成29年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問21（IPA）

• 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はコンデンサ式でリフレッシュが要る主記憶用メモリ

  DRAMはコンデンサに電荷を蓄えて1ビットを表すため、放置すると電荷が抜けてしまう。そこで一定周期で内容を読み直して書き戻すリフレッシュ動作が必要になる。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30年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問21（IPA）

• DRAMの特徴はどれか。

  正解：メモリセル構造が単純なので高集積化することができ、ビット単価を安くできる。

  要点：DRAMは構造が単純で安価・大容量、ただしリフレッシュ必須の揮発性

  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できるため回路が単純で、同じ面積により多くのビットを詰め込める。その結果1ビットあたりの単価が安く、主記憶として大容量化に向く。一方でコンデンサの電荷は時間とともに抜けるので定期的なリフレッシュが必須で、電源を切れば内容は失われる揮発性メモリである。

  出典：令和1年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問20（IPA）

• メモリセルにフリップフロップ回路を利用したものはどれか。

  正解：SRAM

  要点：SRAMはフリップフロップで記憶しリフレッシュ不要

  SRAMは1ビットを複数のトランジスタで構成したフリップフロップ回路で保持する。電源が供給されている限り状態が保たれるためリフレッシュ動作が不要で、高速だが1ビットあたりの回路規模が大きく高価になる。この特性からキャッシュメモリなど容量より速度が求められる用途に使われる。

  出典：令和1年度 春期 基本情報技術者試験 午前 問21（IPA）