RAM（主記憶用のメモリ）

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RAMとは

RAM（ラム、Random Access Memory ＝ ランダムアクセスメモリ）とは、どの番地（アドレス）にも同じ速さで読み書きできる、コンピュータの主記憶用メモリのことです。「ランダムアクセス」とは、テープのように先頭から順にたどらなくても、好きな場所に直接アクセスできるという意味です。

身近な例で考えると、勉強机の上の作業スペースに似ています。今使っている本やノートを机に広げておけば、すぐ手に取って書き込んだり読み返したりできます。CPU（＝中央処理装置）が今まさに処理しているプログラムやデータを置いておくのが RAM の役目です。

上の図解のように、RAM には大きく分けて 2 種類あります。
・SRAM：高速だが高価。キャッシュメモリに使う
・DRAM：安価で大容量だが低速。主記憶（メインメモリ）に使う

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揮発性の意味

揮発性（きはつせい、volatile）とは、電源を切ると記憶していた内容が消えてしまう性質のことです。RAM は揮発性メモリの代表で、電気が流れ続けている間だけデータを保持できます。

身近な例で考えると、砂浜に書いた文字のようなものです。波（電源）が来ている間は読めますが、波が引く（電源を切る）と跡形もなく消えてしまいます。だからこそ、消えては困るデータは電源を切っても残る装置に保存し直す必要があります。

この揮発性に対し、電源を切っても内容が残るメモリを不揮発性メモリと呼びます。
・揮発性：RAM（SRAM・DRAM）── 主記憶や作業用
・不揮発性：ROM、フラッシュメモリ、SSD ── 保存用
作業中のデータは速い RAM に置き、長く残したいデータは不揮発性の装置に書き込む、という役割分担になっています。

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SRAM/DRAMの違い

RAM の代表は SRAM（Static RAM ＝ 静的RAM）と DRAM（Dynamic RAM ＝ 動的RAM）の 2 種類です。1 ビット（＝0か1の1桁）を何で記憶するかが大きく違います。

SRAM は Static（静的）の名のとおり、電源がある限り何もしなくても記憶を保てます。トランジスタを複数組み合わせたフリップフロップという回路で 1 ビットを保持するため高速ですが、部品数が多く高価で大容量にしにくいのが弱点です。

DRAM は Dynamic（動的）の名のとおり、コンデンサ（＝電気をためる小さなバケツ）に電荷をためて 1 ビットを表します。構造が単純なので安く大量に作れますが、放っておくと電荷が抜けてしまうため、定期的に書き直すリフレッシュが必要です。

このため両者は適材適所で使い分けられています。速さ重視で少量のキャッシュには SRAM、容量重視で大量の主記憶には DRAM、というのが現代のコンピュータの基本構成です。

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RAMとROMの違い

RAM と ROM はどちらもコンピュータのメモリですが、役割がまったく異なります。一言で言うと、RAM は「今の作業をするための机」、ROM は「大事な情報を保管した棚」です。

違いを整理すると次のとおりです。
・読み書き：RAM は自由に読み書きできる。ROM は基本的に読み出し専用
・揮発性：RAM は電源を切ると消える（揮発性）。ROM は消えない（不揮発性）
・速度：RAM は高速で CPU が直接やり取りする。ROM は比較的低速
・用途：RAM は実行中のプログラム・データを乗せる。ROM は起動プログラムや設定値を保管する

コンピュータを電源 ON にした瞬間、まず ROM から起動プログラムを読み出して RAM に展開し、そこから実際の処理が始まります。ROM が「出発点の地図」で、RAM が「地図を見ながら実際に走るスペース」というイメージです。

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なぜRAMが必要か

なぜ RAM が必要なのか。それは、CPU（＝計算する部品）とデータを長期保管する SSD・HDD（＝補助記憶装置）の速度に大きな差があるからです。CPU が直接 SSD からデータを読み書きすると、CPU は SSD の返答待ちでほとんどの時間を無駄にしてしまいます。

そこで間に RAM（主記憶）を置きます。プログラムを起動すると、SSD からデータをまとめて RAM に読み込み、以降は CPU が RAM とやり取りします。RAM は SSD の 100 倍以上速いため、処理がスムーズになります。

身近な例で考えると、倉庫から材料を作業台に移してから加工するのと同じです。毎回倉庫まで取りに行く（SSD 直接アクセス）より、作業台（RAM）に必要分を揃えておくほうがずっと効率的です。RAM が多い（大きい作業台）ほど、たくさんのプログラムを同時に快適に動かせます。