フラッシュ・メモリの高速化技術と最新の不揮発性メモリの動向 ―― フラッシュの次を担うのは、フラッシュかそれとも...

現在，プログラムやデータを格納しておく不揮発性メモリとしてフラッシュ・メモリが幅広く使われており，大容量化が進んでいる．ここでは最近のフラッシュ・メモリの高速化技術について解説する．また，書き換え回数などフラッシュ・メモリでは実現できないような性能を備えた，さまざまな次世代の不揮発性メモリを紹介する．　（編集部）

1．フラッシュ・メモリの現状と高速化・小型化の必要性

● フラッシュ・メモリとは

　フラッシュ・メモリは，1980年代後半に東芝の舛岡富士雄氏（現東北大教授）らが最初に発明し，命名した，書き換え可能な不揮発性メモリです．フラッシュ・メモリが発明される以前の不揮発性メモリとしてはEPROM（Erasable and Programmable Read Only Memory）やEEPROM（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）が存在しました．これらはビット単価が高く，書き換えに高い電圧や消去に紫外線が必要でした．

　フラッシュ・メモリは，1ビット当たり1トランジスタの構成になっており，EEPROMよりビット単価が安くなっています．また電気的に消去可能なため，紫外線消去型のEPROMに比べて使い勝手が格段に良くなっています．生産高は全世界で2兆円（2007年現在）を超えており，市場規模としてDRAM（Dynamic Random Access Memory）と比較できるようになりました．今後も成長する市場として，参入メーカも多くなってきています．

　フラッシュ・メモリには発明当初より，システムのソフトウェア格納を目的としたNOR型と，ストレージ（ディスク・ドライブ）の置き換えを目的としたNAND型がありました．最初に市場に受け入れられたのはNOR型です．

　NOR型フラッシュ・メモリは，マスクROMや紫外線消去型のEPROMの置き換えとして普及しました．1990年代の後半は，携帯電話のソフトウェア格納用として急速に数量が伸びました．マスクROMはデータのマスクからROMを作成します．フラッシュ・メモリよりも安くなりますが，マスクROM化する時点でソフトウェアが確定している必要があります．しかし多くの場合，開発初期には格納されるソフトウェアが確定できていません．製品出荷初期にフラッシュ・メモリを使い，その後マスクROMに置き換えていくことが一般的です．最近の製品はモデル・チェンジまでのサイクルが短くなっています．コストを削減するため，マスクROM化しないことも多くなっています．

　一方，NAND型フラッシュ・メモリはNOR型よりも集積度が高く，メモリ・カードやUSBフラッシュ・メモリなどで大量に使われています．NAND型フラッシュ・メモリが開発された当初は，ハード・ディスク・ドライブ（HDD）の技術進歩が速く，ストレージ市場の置き換えがあまり進みませんでした．2000年代に入ってからはNAND型フラッシュ・メモリのビット・コストが下がり，HDDからの置き換えが進んでいます．

　NAND型とNOR型はビット単価や性能に一長一短があります．所望のシステムを低コストで実現するためには，実現しようとしているシステムのハードウェア構成を考えて，最適な不揮発性メモリを選択する必要があります．