一次記憶装置(イチジキオクウチソウチ)とは | 意味や読み方など丁寧でわかりやすい用語解説

一次記憶装置とは、コンピュータシステムにおいてCPU（中央処理装置）が直接アクセスできる記憶装置のことである。主記憶装置とも呼ばれる。コンピュータが動作するために必要なプログラムやデータを一時的に保持し、CPUが高速に読み書きできることが特徴だ。

一次記憶装置は、CPUが処理を行う上で不可欠な存在だ。CPUは、プログラムの命令を読み込み、データを処理し、その結果を再び記憶する。この一連の動作は、一次記憶装置がなければ実現できない。なぜなら、CPUが直接アクセスできる記憶領域が一次記憶装置のみだからだ。二次記憶装置（ハードディスクやSSDなど）にデータが保存されていても、CPUが直接アクセスすることはできず、必ず一次記憶装置を経由する必要がある。

一次記憶装置の主な種類としては、RAM（Random Access Memory）とROM（Read Only Memory）がある。

RAMは、読み書き両方が可能な揮発性メモリである。揮発性とは、電源を切ると記憶内容が失われる性質を指す。RAMは、CPUが実行中のプログラムやデータを一時的に格納するために使用される。RAMには、DRAM（Dynamic RAM）とSRAM（Static RAM）の2種類がある。DRAMは、コンデンサに電荷を蓄えることでデータを記憶するため、一定時間ごとにリフレッシュ（再書き込み）が必要となる。SRAMは、フリップフロップ回路を用いてデータを記憶するため、リフレッシュは不要だが、DRAMよりも高価で集積度も低い。一般的に、コンピュータのメインメモリとして使用されるのはDRAMである。

ROMは、読み出し専用の不揮発性メモリである。不揮発性とは、電源を切っても記憶内容が保持される性質を指す。ROMは、コンピュータの起動時に実行される基本的なプログラム（BIOSなど）や、組み込み機器の制御プログラムなどを格納するために使用される。ROMには、マスクROM、PROM（Programmable ROM）、EPROM（Erasable Programmable ROM）、EEPROM（Electrically Erasable Programmable ROM）、フラッシュメモリなど、さまざまな種類がある。マスクROMは、製造時にデータが書き込まれるROMであり、書き換えは不可能である。PROMは、一度だけデータを書き込むことができるROMである。EPROMは、紫外線を照射することでデータを消去し、再書き込みが可能なROMである。EEPROMは、電気的にデータを消去し、再書き込みが可能なROMである。フラッシュメモリは、EEPROMの一種であり、高速な書き換えが可能であるため、USBメモリやSSDなどに広く使用されている。

一次記憶装置の性能は、コンピュータ全体の性能に大きな影響を与える。一次記憶装置の容量が不足すると、CPUは頻繁に二次記憶装置にアクセスする必要が生じ、処理速度が大幅に低下する。また、一次記憶装置のアクセス速度が遅い場合も、CPUの処理能力を十分に活かすことができない。そのため、コンピュータシステムを構築する際には、一次記憶装置の容量やアクセス速度を適切に検討する必要がある。

近年では、DDR SDRAM（Double Data Rate Synchronous Dynamic RAM）という種類のRAMが主流となっている。DDR SDRAMは、クロック信号の両方のエッジでデータを転送することで、従来のSDRAMよりも高速なデータ転送を実現している。DDR SDRAMには、DDR、DDR2、DDR3、DDR4、DDR5など、さまざまな世代があり、世代が進むにつれて、転送速度や消費電力が向上している。

一次記憶装置は、コンピュータシステムの根幹を支える重要な要素であり、その種類や特性を理解することは、システムエンジニアにとって不可欠である。