読み方：きおくそうち

概要

記憶装置（storage unit）とは、コンピュータの構成要素の一つで、データやプログラムの保存・記憶を行うための装置。レジスタやキャッシュメモリなどCPU内部の半導体メモリ、メインメモリ(主記憶装置/RAM)、ストレージ(外部記憶装置/補助記憶装置)などに分類される。

用途や実装方式、性能、コストなどにより様々な種類の装置があり、これらを組み合わせてコンピュータシステムを構成する。一般に、より高速に読み書き可能な装置ほど、容量単価が高い、永続的な記憶ができない（電源を落とすと内容が失われる）などの難点がある。

様々な装置の利点と欠点のバランスを取り、最も高速な装置は少ない容量、中速の装置は中程度の容量、最も低速で永続記憶可能な装置は大きな容量を用意して、データを直近の必要性や使用頻度などに応じて配置したり移し替える。このような階層型の記憶装置の構成を「記憶階層」（memory hierarchy）という。

プロセッサ内部の記憶装置

最も高速だが大きな容量を取ることができないのはCPU（マイクロプロセッサ）の半導体チップ上に設けられた記憶素子である。中でも、論理回路が処理や演算に直接用いる「レジスタ」（register）は一般的なプロセッサで数十バイトしかないが、最も高速に動作する。

また、直近に使用したデータや使用頻度の高いデータをチップ内に保持しておいて、すぐ参照できるようにするための記憶素子を「キャッシュメモリ」（cache memory）という。製品によっては搭載しないこともあるが、数KB（キロバイト）から数百KB程度であることが多い。キャッシュメモリ内部にも記憶階層がある場合があり、より高速だが容量の少ない順に1次キャッシュ、2次キャッシュ、3次キャッシュと、2～3段階で構成される。

メインメモリ (主記憶装置)

メインメモリは主記憶装置とも呼ばれ、現代のコンピュータの大半では半導体メモリ素子の一種である「RAM」（Random Access Memory）が用いられる。現代のパソコンなどでは数GB～十数GB（ギガバイト）程度の容量であることが多い。

CPUはストレージに直接アクセスできないため、実行中のソフトウェアが当座必要なデータやプログラムはメインメモリに置いておく必要がある。内容は起動時や必要になった時点でストレージから読み込まれ、CPUが処理した結果なども一旦メインメモリに置かれる。電源を落とすと内容が失われるため、永続的に保管しておきたいものはストレージに書き込む必要がある。

RAMのメモリチップそのものを主基板（マザーボード/メインボード）などに直に実装する場合もあるが、パソコンなど汎用的なコンピュータの多くは、メモリチップをいくつか実装した小さな電子基板である「メモリモジュール」（memory module）を主基板上の専用の差込口（メモリスロット）に差し込んで装着する。

ストレージ (外部記憶装置)

ストレージはコンピュータの電源が切れても内容が失われない装置で、永続的に必要なデータやプログラムの保存に用いられる。RAMなどに比べ読み書き速度は低速である。CPUから直に読み書きできないため、コントローラICなどを通じて内容をメインメモリとの間でやり取りする必要がある。

ハードディスクやSSDのように駆動装置（ドライブ）と記憶媒体（メディア）が一体化している装置と、光学ディスクのようにメディアをドライブから取り外して交換できる装置があり、後者はメディアを追加することで全体の容量を増やすことができる。

パソコンなどで主要なストレージとしてよく用いられるのは、薄い円盤（ディスク）の表面の磁化状態を変化させてデータを記録する「ハードディスク」（HDD：Hard Disk Drive）で、現代では数百GBから数TB（テラバイト）の製品がよく用いられる。

ハードディスクに代わって台頭しているのが、電源を落としても内容が消えない不揮発メモリの一種である「フラッシュメモリ」（flash memory）を用いた「SSD」（Solid State Drive）である。フラッシュメモリを用いたストレージには他に「USBメモリ」（USB stick）や「メモリーカード」（memory card）などもある。

データやプログラムの運搬や配布などによく用いられるのは、レーザーで内容の読み書きを行う「光学ディスク」（optical disk）で、登場順に「CD」「DVD」「Blu-ray Disc」（ブルーレイディスク/BD）などがあり、この順に容量が大きく読み書きも高速である。CDは音楽・音声の記録や販売に、DVDやBDは映像ソフトの記録や販売に特によく用いられる。近年では可搬メディアの主流はUSBメモリなどに移りつつある。