物理メモリ【physical memory】実メモリ / リアルメモリ / real memory / フィジカルメモリ / 実記憶

概要

物理メモリ（physical memory）とは、コンピュータに装着・内蔵されている、物理的実体としての主記憶装置(メインメモリ/RAM)。また、その記憶容量。全体の容量を指す場合と利用可能な空き容量を指す場合がある。

現代のオペレーティングシステム（OS）の多くは、外部記憶装置（ストレージ）の記憶領域をあたかもメインメモリの一部であるかのように扱うことができる「仮想メモリ」（virtual memory）機能を持っているため、物理的な半導体メモリ装置そのものや、その正味の記憶容量を明示したい時に「物理メモリ」という表現を用いることが多い。

仮想メモリの仕組み

仮想メモリ技術は物理メモリ内部の物理的な番地（メモリアドレス）とは独立に、各プログラムに割り当てるメモリ領域のアドレスを決めることができる仕組みで、仮想メモリ上の番地と物理メモリ上の番地の対応関係をCPUとOSが連携して管理している。

メモリはすべての領域が同じ頻度で利用されるわけではないため、物理メモリのうち最後のアクセスから時間が経った領域やアクセス頻度の少ない領域の内容をハードディスクなどのストレージにコピーして消去し、他の用途に使い回すことができる。

ストレージに追い出した領域へのアクセス要求があると、別の使っていない領域を追い出して当該部分を物理メモリに書き戻し、読み書き可能な状態にする。この処理はOSが内部的に行うため、プログラムからはストレージで拡張した分だけ物理メモリがたくさんあるように見える。

物理メモリと仮想メモリのバランス

物理メモリが少ないコンピュータでも、仮想メモリの容量を大きく設定すれば、必要なだけストレージ上に入れ替え用の領域（スワップ領域）を確保して、実行するプログラムに対して見かけ上は広大なメモリ領域を提供することができるようになる。

しかし、物理メモリの容量を大きく超える領域が常時使用状態になると、メモリとストレージ間で頻繁に内容の書き出し処理と書き戻し処理が発生する。一般にストレージの読み書きはCPUやメモリの処理に比べ何桁も遅いため、入れ替え処理の増加はコンピュータの性能を極端に低下させる原因となる。終始入れ替え処理をし続けてコンピュータがほとんど応答しなくなる現象を「スラッシング」（thrashing）という。

(2024.3.27更新)