ROM（読み取り専用メモリ？

プライマリストレージには、RAM と ROM の 2 つの主要なクラスがあります。RAM はランダムアクセスメモリの略で、ROM は読み取り専用メモリの略です。一般に、これら 2 つのテクノロジの違いは、RAM が揮発性で、ROM が不揮発性であることです。揮発性メモリは、データを保持するために一定の電源を必要とします。これは、コンピュータの電源を切るとデータが失われることを意味します。不揮発性メモリは連続的な電源供給を必要としないため、長期データの保存に適しています。

注: RAM と ROM の境界は、見分けるのが難しい場合があります。たとえば、NVRAM は不揮発性であり、最新のタイプの ROM は再プログラムできます。ハードドライブも、セカンダリストレージのどちらのカテゴリにもきちんと収まりません。

Commodore 64 などの初期のコンピューターでは、すべてのストレージは RAM と ROM のみで提供されていました。1980 年代初頭のこの時点では、磁気ハードドライブはまだ高価であり、多くのコンピューターで使用することはできませんでした。代わりに、より多くの ROM を含むメモリカートリッジを挿入することで、カスタムプログラムを実行できます。

コアメモリマスク ROM および PROM

ROM の重要な部分は、読み取り専用であることです。これは、ストレージの初期の形式では非常に明確です。たとえば、NASA のアポロ宇宙船で使用されている磁気コアメモリは、磁気コアの中または周囲に導電性ワイヤを織り込む必要がありました。このタイプの ROM は、理論的には、分解してワイヤを再編成することで再プログラムできますが、実際には読み取り専用でした。

集積回路の出現により、マスク ROM が好まれる選択肢になりました。マスク ROM デバイスは、カスタム設計された電子回路でした。それらは、回路図のマスクを作成することによって設計され、その後、そのマスクに合わせて製造されました。データは回路内で物理的にエンコードされているため、再プログラムできませんでした。

マスク ROM には 4 つの主要な問題があります。まず、大量に購入することは経済的に実行可能です。これは、カスタム設計を製造する鋳造所の設計コストとツーリングコストを相殺するためです。第 2 に、ファウンドリの工具要件のために、設計の完了から製品の受領までの所要時間が長くなります。

第三に、R&D 作業は、長いターンアラウンドタイムと高いコストのために非現実的です。最後に、製品の発売後に障害が見つかったとします。その場合、唯一の解決策は、製品をリコールし、ROM チップを最新のものに物理的に交換することです。

1956 年に発明された PROM (Programmable Read Only Memory) は、最初の 2 つの問題に対処し、3 つ目の問題について部分的に議論しました。これは、大電圧を正確に印加することにより、各チップを任意の時点でプログラムできるファウンドリによって一般的な設計を作成できるようにすることで実現しました。これにより、企業は実質的にブランクの PROM チップを大量に注文し、必要に応じてプログラムすることができました。

EPROM、EEPROM、およびフラッシュ

Erasable Programmable Read Only Memory の略である EPROM は、1971 年に開発されたものです。PROM と同様に、空のチップをまとめて購入し、必要に応じてプログラムすることができました。重要なことに、EPROM も消去される可能性があります。そのためのプロセスは少し複雑でした。ただし、チップを強い紫外線にさらす必要があります。

消去プロセスには、明るい UV 光源の下で約 10 分、直射日光の場合は 1 週間、標準的な部屋の蛍光灯の場合は 3 年かかりました。EPROM は消去できる回数を制限していましたが、これは通常数千回であり、3 番目の問題を効率的に解決します。

EPROM チップは、UV 露光を容易にする透明な石英ウィンドウを備えたケースに収納されました。誤って開示されたり消去されたりするのを防ぐために、通常、ブランドのステッカーが上に置かれました。ステッカーは通常、紫外線がチップに届かないように裏がホイルで覆われていました。場合によっては、EPROM チップはウィンドウ付きで設計され、固体パッケージで販売され、本質的に PROM チップになっています。

1972 年に開発された EEPROM (Electronically Erasable Programmable Read Only Memory) は、一般的に 4 番目の問題を解決しました。電子的に消去できます。これは、チップを取り外す必要がなく、制御デバイスへの適切な接続を使用して、メモリチップをその場で消去および再プログラムできることを意味しました。

フラッシュメモリは、1980 年代初頭に発明された EEPROM の一種です。その主な利点は、チップ空間をより効率的にし、損傷や消去なしで何千回も再プログラムできることです。再プログラミングは、チップ全体ではなく一部に限定できます。消去と再プログラミングのプロセスがはるかに高速であることから、Flash という名前が付けられました。

現代のコンピューターでは

最新のデバイスでは、RAM は依然として普遍的です。ROM は長い間人気を維持していましたが、製造コストが安かったため、ROM を正確にマスクしました。ただし、現代の世界では、ファームウェアの更新をデバイスにプッシュできることが重要です。これにより、ROM をほぼ完全にフラッシュメモリに置き換えることが一般的になりました。同じ機能を実行しますが、必要に応じて再プログラムできます。通常、リプログラマブル ROM は、書き込み保護を使用して読み取り専用に設定できます。ただし、これは失敗しないソリューションではありません。

フラッシュメモリはさらに進化しており、NAND フラッシュメモリは HDD に代わる 2 次ストレージメカニズムとして SSD に開発されています。

その他の用途

歴史的にフラッシュメモリを含む ROM チップ上にあるソフトウェアは、多くの場合、ROM と呼ばれます。この名前は、ROM イメージという用語の短縮に由来します。たとえば、多くのレトロゲーム愛好家コミュニティは、エミュレーターを介して最新のコンピューターでプレイできる古典的なゲームを共有し、取引しています。この用語は、Android のカスタムビルドがしばしば ROM と呼ばれるモバイルオペレーティングシステムにも適用されます。

結論

ROM は Read Only Memory の略です。もともとは、製造中にのみプログラムできる一次メモリを指していました。しかし、時間の経過に伴う開発により、さまざまな難易度とハードウェア要件で ROM を再プログラムすることが可能になりました。

現代のコンピューティングでは、ROM はフラッシュメモリに完全に置き換えられています。フラッシュメモリは安価に入手でき、再プログラムできるため、ファームウェアの更新をインストールできます。現実的には、「読み取り専用」メモリは実際には上書きできるため、ROM は時代遅れの用語として残されています。