読み方：きおくそし

記憶素子【memory element】

概要

記憶素子とは、コンピュータなどの電子機器において、デジタルデータの最小単位である「0」と「1」の1ビット情報を保持する電子回路や物理構造のこと。半導体基板の上にこれを大量に集積して配列し、周辺回路と組み合わせることで各種のメモリ装置が構成される。

記憶素子は、演算結果や設定値、プログラムなどを一時的または長期的に保存するために使われる。動作速度や集積できる容量、電源を切った後も情報を保持できるかどうかといった性質は方式によって異なり、用途に応じて使い分けられている。

記憶素子は情報を保持する仕組みによって二つに分かれる。一つは電力を供給し続けている間だけ情報を保持できる「揮発性」の素子で、フリップフロップという論理回路を用いる方式や、微小なコンデンサに電荷を蓄える方式がある。もう一つは電源を切っても情報を保持し続ける「非揮発性」の素子で、絶縁膜で囲んだ電極内部に電子を閉じ込める方式や、材料の電気抵抗や磁性体の磁気の向きを変化させる方式がある。

揮発性メモリの代表は「RAM」（Random Access Memory）で、「SRAM」（Static RAM）はフリップフロップ回路で情報を保持するため動作が高速で、CPUのキャッシュメモリなどに使われる。「DRAM」（Dynamic RAM）はコンデンサに蓄えた電荷で情報を記録するため高密度化しやすく、コンピュータの主記憶装置（メインメモリ）として広く採用されている。ただし電荷は時間とともに減少するため、一定間隔で内容を書き直すリフレッシュ動作が必要になる。

非揮発性メモリには、読み込み専用の「ROM」（Read Only Memoryu）と、読み書き可能な「フラッシュメモリ」「MRAM」（磁気抵抗メモリ）、「ReRAM」（抵抗変化型メモリ）、「PCM」（相変化メモリ）などの種類がある。ROMはファームウェアなど機器へのプログラムの組み込みに用いられ、フラッシュメモリはSSDやメモリーカード、USBなどの形で外部記憶装置（ストレージ）として一般的である。MRAMやReRAM、PCMは次世代の記憶素子として研究・開発が進められており、一部は組み込み機器や産業用途で利用されている。

「記憶素子」という言葉は、単一のメモリセルを指す場合と、多数のセルを集積したメモリチップ全体を指す場合がある。論理回路の設計ではフリップフロップやラッチも記憶素子に含まれ、CPU内部のレジスタや制御回路の状態保持に使われる。近年では微細加工技術や立体構造の採用によって記憶密度の向上が続いており、大容量化と低消費電力化を両立するための技術開発が継続して行われている。

(2026.7.21更新)