USBメモリと内臓メモリの違いについて

Question

USBメモリに書き込みして断片化したのか消せないファイルができてしまいました。

なぜUSBのフラッシュメモリは書き込めて持ち運びでき、内臓メモリは書き込みを保存できないのでしょうか。

また内蔵メモリは断片化の現象はないのでしょうか。いわゆる半永久的に使えるという事なのでしょうか

ご存知の方お知恵をご教授いただけますようお願いいたします。

parts · Accepted Answer

メモリの原理としては既に回答があるとおりです。
現在使われているメインメモリはDRAM（Dynamic Random Access Memory)が用いられています。データの記録に電荷を用いる仕組みのメモリで、一定の電圧をメモリ回路（セル）にかけることで記録し電荷の有無でデータがあるかないか０か１の2進数のどちらかを決めます。
ただし、セル内の情報は一定時間で失われる（通過し留まらない）ため、記録したデータは定期的にリフレッシュ作業（書き換え）を行わなければ勝手に消失します。この方式では、読み出し書き込みの操作に掛かる時間が極めて短くナノ秒単位でのデータアクセスが可能ですが、一定の電流電圧量がないとデータの記憶保持はできません。このため揮発性と呼ばれる。
尚、仕組み上セル（トランジスタ回路）に記録異常（ビット化け）が発生し別のビットに化けるようなことがなければ、半永久に近い使用が可能ですが、常に読み書きに電力を必要とするため電流量や電圧の変化に弱く静電気などで壊れることがある精密媒体です。メモリは一般に主記憶装置（コンピュータ基盤に直結した唯一の記憶装置）と呼ばれます。

USBメモリ（NAND型フラッシュメモリ）は、電子（電荷の違い）をセル内に閉じこめ逃げない仕組みを作ったメモリです。読み出し操作や書き込み操作時にはその扉を開けてデータを記録します。設計が容易で大容量にし易いという特性があります。ただ、扉の操作に時間が掛かるため、読み書きの速度は1セル辺りでハードディスクより遅くなります。電子が閉じこめられるため一定期間でのリフレッシュ作業は不要です。（不揮発メモリと呼ばれる）
尚、いくら電子が逃げない仕組みを作っても扉の劣化や電子の部屋の中での活動によって徐々に壁が劣化するため、最終的に電子がセルを透過しデータが記録できなくなることがあります。使用に問題が生じるようになるのは、セル１つ辺り1万から10万回の読み書きを行った際に頻繁に発生するようになります。上記の理由からNAND型は信頼性の面で他に比べて問題があり、誤り訂正技術（ECC）をセットにして搭載されているのが一般的です。

ちなみに、USBメモリと同様の不揮発メモリには他にNOR型というタイプがあり、記録容量が小容量であるがアクセス速度が速く記録信頼性が高いというものがあります。ただし、USBメモリに使われるほど大容量のものは製造できずBIOSなどの重要情報保存に用いられる記憶装置として使われています。大容量化にはコストも高い。

尚、DRAMと同様の揮発メモリにはSRAM（Static Random Access Memory）のがあります。DRAMに比べてセル１つに使う半導体の量が多いため、大容量化には向かないという特性がありますが、消費電力はDRAMに比べて圧倒的に少なく、アクセス速度は極めて高速にできるという特徴があります。超小容量のメモリとしてキャッシュメモリという名称でCPUなどに内蔵されることが多いメモリです。ただし、記憶容量は少なく32KB～16384KB（16MB）程度までしか実用化されていません。同じデータを何度もリードライトする場合には効果的なメモリです。

標準で搭載されている半導体メモリとUSBメモリは全くの別物であることが分かります。BIOSがどちらかというとUSBメモリに近いと言えますが、BIOSは容量が少ないため、大容量の外部記録媒体にはあまり使われません。

inu2 · Answer

根本的に利用目的が違うから各々の特性を生かせる場所に使われているからです

PCなどの内臓メモリは CPU等とデータを頻繁にやり取りしており、その読み書きの頻度や速度は半端なものじゃありません
パソコンの電源が入っている時だけ保存できていれば最低限の条件をクリアできており、書き込み、読み込み速度の方を優先させています。

一方、USBメモリやデジカメ用のメモリ等は、一度書き込まれたデータを電源を切っても保存できなければ利用価値がありません
電源(電圧)を切っても「電荷」を保持させる部分があります。
このため、1Mあたりのコストが高いこと、書き込みや読み込み速度が遅めになるという欠点があります。


読み込み、書き込み速度の向上とコストの問題さえ解決できれば、PC用の内臓メモリも不揮発性のほうが望ましいのですが、今の技術では無理だから、PC用のメモリは速度を優先し揮発性のメモリが採用されています
というのが答えになります。


なぜ、電源を切っても保存できるかの物理的原理を理解すれば それぞれの特性の違いを理解できるかと思いますが、ここではスペースの都合や私自身が他人にわかりやすいように解説できるだけの文章能力がないので割愛させていただきます。

t-yamada_2 · Answer

内蔵メモリは揮発性で電圧が掛かっていないと記憶できないものです。
ですが、電圧が常に掛かっていなくても記憶できる（不揮発性）フラッシュメモリに比べてデータを処理できる処理は速いです。
http://e-words.jp/w/RAM.html

USBメモリと内臓メモリの違いについて

メモリの原理としては既に回答があるとおりです。

根本的に利用目的が違うから各々の特性を生かせる場所に使われているからです

内蔵メモリは揮発性で電圧が掛かっていないと記憶できないものです。

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