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メインメモリ(主記憶装置)

メモリに関するレポート!

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メインメモリの役割

パソコン用語には「メモリ」という言葉がいくつかありますが、もっとも代表的に使われるのが、主記憶装置であるメインメモリです。CPUと補助記憶装置(HDDやSSD)の間に立って、データの受け渡しをしています。
CPUの処理速度が速すぎるため、補助記憶装置(HDD・SSD)の転送を待っていては処理が遅くなります。そのため、補助記憶装置よりも圧倒的に速いメインメモリが予めデータを蓄えておき、CPUへデータを受け渡しています。

メインメモリの役割図解
補助記憶装置(HDDやSSD)にあるデータは、アクセスの速いメインメモリに一度蓄えられ、そのメインメモリからCPUへ送ることによって処理の高速化を図っています。 ※ちなみにメインメモリですら、CPUの処理速度と比べると遅いため、CPUが内蔵するキャッシュメモリによってカバーされている。

圧倒的に速いメインメモリ
メインメモリがどれだけ補助記憶装置よりも速いのか、テストした結果です。RAMディスク(ソフトウェア方式 )を使って、メインメモリ(DDR3-SDRAM)を通電時だけ使えるストレージにしました。アクセス速度を比較すると、HDDやSSDよりもメインメモリが桁違いに速いです。爆速のストレージといわれるSSDでも、メインメモリの足元にも及びません。

DRAMは揮発性メモリ

メインメモリはHDDやSDDのように、補助記憶装置にはできません。メインメモリが搭載するDRAMは揮発性メモリだからです。DRAMは通電されなくなるとデータが消えてしまいます。そのため、電源供給がなくても保存し続けられる補助記憶装置にデータを保存しておきます。通電時になると、メインメモリは補助記憶装置から引き出したデータを一時的に保存し、CPUへ橋渡ししています。

※DRAMとは DRAMはDynamic Random Access Memory(ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ)の略。コンピュータに使用される半導体メモリの1種で、電源供給が断たれると記録情報も消える一時的な記憶媒体です。

フラッシュとDRAM
ちなみにSSDが搭載するフラッシュメモリも半導体メモリですが、フラッシュメモリは「不揮発性メモリ」であり、電源供給が断たれても保存し続けます。

メモリ容量は作業スペース

メインメモリの容量が大きいほど沢山のデータを蓄えることができるので、作業効率が上がるというわけです。もし、行なっている作業が必要としている容量よりも少ないメモリ容量を搭載していたら、作業は中断されます。
メモリ容量はよく「作業スペース」に例えられますね。「メモリ容量が小さいと小机で作業、メモリ容量が大きいと大きな作業台で作業」みたいに。

メモリ容量を増やすメリット

メモリ容量を増やすメリットとして、「複数のアプリを同時に使っても快適」、「複数のウィンドウを開いても快適に動作」、「大容量の画像や動画を快適に表示編集できる」などが挙げられます。
PhotoShop CS5 64bitの画像処理では、「4GBから8GBへの増量効果が大きく、起動時間も高速化した」というレポートもあります。OSの起動時間では、「メモリ容量が大きいほどチェックの時間がかかり起動が遅くなりそう」と思われがちですが、そのようにはなりません。

リソースモニタでメモリの使用量を知る
リソースモニタを見ることでメモリの使用量が分かります。(リソースモニタは、タスクマネージャのパフォーマンスから起動できる)。このコミット(KB)というのは、1アプリごとのメモリ消費量。

この例だと8GBメモリ搭載しており、現在2503MBを使用中で、あと5491MBが使用可能。
そしてメモリの使用量は31%と表示されており、消費量が50%以下なのでかなり余裕と判断できます。
消費量が80%以上だあったり、ハードフォールトがが多く発生していたら快適な環境ではないので、メモリの増設を検討する必要性があります。

ハードフォールトとは、ディスクスワップのこと。OSやアプリが求めるメモリ容量より搭載メモリ容量が少ないと、優先度の低いメモリ内データを一時的にHDDへ書き出し、メモリの空きを作る。これがディスクスワップです。
HDDはメモリよりも比較にならないくらい遅いので、ディスクスワップの発生が多いと快適な動作は望めません。

メモリを解放しないこともある

アプリケーションを起動する際にメモリが使われますが、そのアプリを終了しても不要なデータがメモリに残ったままの場合があります。このメモリを解放しない状態が重なると、OS動作に影響が出てしまいます。(メモリ容量が少ないほど頻度が高くなる)。定期的に不要データを除去するソフトもありますが、DRAMは揮発性メモリなのでOSを再起動すれば一発で解決です。(メモリが大容量の時代になっているので、昔ほど頻繁に再起動をすることもなくなったんですけどね。)

DRAM(半導体メモリ)を搭載する、メモリモジュール

ボード状のパーツを「メインメモリ」とか「メモリ」と呼んでいますが、厳密にはメモリモジュールといいます。
実際データを記録しているのは基板の上に載っている「黒い物体」であり、これはDRAMと呼ばれる半導体メモリです。(DRAMはメモリチップとも呼ばれます)。このDRAMを取り付けた基板を「メモリモジュール」といいます。

DRAMメーカーが厳格な検査
例えば、ある2GBのメモリモジュール製品があり、DRAMを16個搭載しているとしましょう。この場合、「2GB(2048MB)÷16」で、DRAM1個は128MBであることが分かります。

短いメモリモジュール
メモリモジュール基板の高さに決まりはなく、同一規格であっても短めの製品が存在する。

DIMM (Dual Inline Memory Module)規格とは

DIMMのメモリ
このDRAMを搭載したメモリモジュールが、DIMM(Dual Inline Memory Module)規格というであり、基板の形状規格と理解すればいいでしょう。現在のデスクトップパソコンの主流パーツです。

SO-DIMM
一方、ノートパソコンでは小型のSO-DIMM(small outline DIMM)規格のメモリモジュールが使われます。サイズはDIMM規格の半分。斜め角度で装着し、水平になるように押し込んで搭載します。

メモリモジュールの構造

メモリモジュールの構造では、片面にしかメDRAMを搭載していないタイプを「シングルサイド」といい、両面に搭載しているタイプを「ダブルサイド」といいます。

メモリモジュールの構造
容量が同じメモリモジュールで比較するなら、シングルサイドのほうがDRAM1つあたりの容量が大きい傾向になります。

なお、メモリモジュールは手で触る機会の多いパーツであり、静電気対策を怠らないように。メモリに触る前に何かの金属に触れることで放電できるので、静電気破損の危険性を軽減できます。

メモリのスタブ抵抗
メモリモジュールは、SPDやメモリのスタブ抵抗が搭載されています。

SPD(Serial Presence Detect)

SPDはメモリの仕様が記録されたROMチップです。メモリの規格や速度、動作周波数、信号のタイミングなどが記録されています。SPDに対応しているBIOSによって読み込こまれ、自動的に最適な設定がされます。
例えばDDR3-1066までしかサポートしていないシステムにDDR3-1333が使えるのは、下位の速度規格もSPDに記録されているから。この場合、DDR3-1333をDDR3-1066として利用できます。

メモリのスタブ抵抗

メモリは電圧レベルの変化によって読み書きを行っています。動作周波数が高くなると電圧の規定値が安定しなくなるので、スタブ抵抗チップで電流を制御しています。 これによりメモリのエラーを低減させています。

メモリの不調を知る

一部チップの不良や組み合わせの相性問題があっても、一見正常に動いている場合があります。しかし、問題のあるチップにアクセスした時や、特定パターンでアクセスしたときに、強制終了やフリーズなど不安定な症状がでてしまいます。

対処1:メモリ一枚で試す

メモリスロットに多くのメモリモジュールを搭載しているほど、そのリスクは高く、違う種類のメモリを組み合わせているなら尚更リスクは高いです。まずは1枚で正常に動くかテストして、メモリがPC不安定の原因であることを割り出します。

メモリのエラーをチェック

Memtest86+のようなフリー診断ツールを使ってエラーを調べます。1時間くらい診断させてエラーがなければとりあえずはOKです。6時間くらい診断してエラーがなければ安心して良いでしょう。

端子には触れない

皮脂はサビの原因になるので、とくに端子には触れない。やむを得ず端子を清掃するなら無水エタノールと綿棒で行います。ティッシュは繊維が荒い上、繊維が残るのでNG。

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