DDRメモリ

メインPCにメモリが16GBだったのですが、思い切って64GBを購入しました。
DDR5を購入しましたが、DDRとは何でしょうか。

DDRメモリ（Double Data Rateメモリ）は、コンピュータの主記憶装置として一般的に使われる高速な同期型DRAM（SDRAM）の一種で、クロック信号の立ち上がりと立ち下がりの両方でデータを転送することで、従来のSDR（Single Data Rate）メモリの2倍のデータ転送速度を実現しています。
DDRメモリは、メモリセルが1つのトランジスタと1つのコンデンサで構成されるダイナミックRAMであり、定期的なリフレッシュ操作を必要としつつ、高速かつ効率的なデータアクセスを可能にしています。

DDRメモリの基本構造と仕組み

DDRメモリの各セルは電荷の蓄積によって0または1を記憶しており、トランジスタで制御されます。これにより大量のデータを比較的低コストで保存できますが、電荷は自然に漏れやすいため定期的にリフレッシュが必要です。複数のバンクに分かれていて、バンク間のインターリーブにより並列処理が可能となり、効率よくデータアクセスが行なえます。

DDRの動作原理

DDRメモリは、従来のSDRAMがクロック信号の立ち上がりのみでデータ転送を行うのに対し、立ち下がりのタイミングでもデータ転送を行うため、1クロックサイクルで2回データを送信できます。これにより、同じ周波数でも倍のデータスループットが得られます。さらに、プリフェッチ技術が用いられ、DDR3では8ビット、DDR4では16ビット、DDR5ではさらに高速なプリフェッチでメモリ性能が向上しています。

DDRメモリの世代と特徴

DDR1からDDR5まで進化するにつれて、転送速度は大幅に向上し、消費電力は低減されてきました。例としてDDR4はDDR1と比べて8倍の速度を持ち、電源電圧も約半分に低減されています。DDR5ではさらに高性能化が進み、ゲームやAI、大規模データ処理などの要求に応えています。

DDRメモリの役割とシステムでの配置

DDRメモリはCPUと補助記憶装置（HDDやSSD）の中間に位置し、高速なデータバッファとして機能します。CPUは高速な主記憶であるDDRメモリにデータを読み書きすることで補助記憶装置の遅さを補い、全体の処理速度を最適化しています。

このように、DDRメモリはコンピュータの高速動作に不可欠な主要な記憶装置であり、その構造と動作原理を理解することで、メモリの世代間の違いや性能向上の仕組みがわかります。今後も進化を続けるDDR技術は、ますます高度なコンピューティングニーズに応えていくでしょう。