【初心者向け】メモリの規格の種類と特徴～RAM/DRAM/SDRAM/DDR/DIMMについて～

サーバのメモリというと、DDR SDRAM-DIMMという種類であるのが一般的です。この用語について簡単に解説します。

RAMの特徴

まずは DDR SD[RAM]-DIMM の RAM の意味から。

RAM とは、Random Access Memory (ランダムアクセスメモリ) の略です。

昔のメモリはシーケンシャルアクセスのメモリしかありませんでしたが、この方式は、メモリの情報を読み取る際に必ずメモリアドレスの先頭から読み込んでいかなければなりませんでした。

なのでメモリの最後尾の情報を吸い上げたいとき、メモリ内のすべての情報を読み込む必要がありました。

が、これではあまりに効率が悪いので、メモリアドレスの途中での読み込みが可能な RAM が登場したわけです。

あまり関連は無いのですが、なぜか ROM (Read Only Memory) = 読み込み専用メモリと対の言葉かのように、RAM = 読み書き可能メモリと表現されることが多いです。

Dynamic RAM の略で、リフレッシュ動作が必要な RAM です。

DRAM はコンデンサに電荷が有るか否かで bit が 1 か 0 かを判定しますが、コンデンサは電池と同じく自然放電するものなので、リフレッシュ動作により定期的に充電する必要があります。

メモリセル構造は 1 bit につきコンデンサ 1 つとトランジスタ 1 つの単純であるため高集積化することが可能なため、安価で大容量向けです。

PC やサーバのメインメモリとして使われます。

これと対を成すのが SRAM (Static RAM) です。

これはコンデンサを使わないためリフレッシュ動作が不要で消費電力も小さいですが、構成が複雑で bit 単価も高価です。

マイコンのメモリや RAID コントローラのキャッシュとして使われます。

Synchronous DRAM の略で、クロック信号と同期して動作する DRAM です。

SDRAM 登場前の DRAM は、いつでもメモリアクセスを受け付ける状態でしたが、以下の点で非効率でした。

その処理が Read (読み込み) なのか Write (書き込み) なのかを OE 回路と WE 回路で 01 を指定し、さらにどのメモリアドレスへの処理なのかを CAS 回路と RAS 回路で 01 を指定し、その上でデータ転送を開始するため、一連の準備に時間がかかる

その他の課題も多数あったため、その解決策として SDRAM が誕生しました。

マザーボードのシステムバスクロック (外部クロック) を認識し、ビットの立ち上がりのタイミングで、コマンド (Read/Write 以外にも複雑なコマンドを実装) とアドレス、データを準備なしに一気に送ることで処理を速めることができました。

DDR とは、Double Data Rate のことで、SDRAM のデータ送受信制御方式の 1 つです。

通常の SDRAM は、クロックの立ち上がり時 (0->1) の時のみ、(コマンドから始まる) データを受け取ることができるのですが、DDR では立ち下げ (1->0) の時もデータを受け取ることができます。

世代によって性能が異なります。現在サーバのメモリは DDR4 が主流ですが、2020年7月に新規格「DDR5」が登場し、今後の普及が期待されています。

DIMM とは、Dual Inline Memory Module のことで、それまでの SIMM と異なり、表裏で異なる信号を出力できる、これまた効率が良くなった方式です。

上記はある意味前提と考えてよく、サーバの選定時にメモリで気にする必要があるのは、メモリのサイズ、周波数と拡張性くらいなものです。

周波数は DDR4- の後に続く数字がそれに当たります。例えば DDR4-2133 であれば 2133MHz になります。

メモリのサイズと拡張性は一緒に考える必要があり、メモリスロットが何個あるか、1 つのメモリスロットに搭載するメモリをどのくらいのサイズにするか、を考え、余ったメモリスロットがそのまま拡張性になります。