SanDiskが語る、コンピュータのメモリ階層：福田昭のストレージ通信（43） 抵抗変化メモリの開発動向（2）（2/2 ページ）

今回は、SanDiskが語る“メモリ階層”について紹介する。2000年頃と2010年頃のメモリ階層を比較してみるとともに、2020年頃のメモリ階層を予想する。

[福田昭，EE Times Japan]

SRAM、DRAM、NANDフラッシュ、HDDの4階層が現在のメモリ階層

　西暦2000年頃のコンピュータ（PCやサーバなど）におけるメモリ階層は主に、CPUが内蔵するキャッシュ（SRAM）、主記憶を構成するDIMM（DRAM）、磁気ディスクにデータを記憶するHDD（Hard Disk Drive）の、3階層で構成されていた。キャッシュは1次（L1）から3次（L3）までの3階層に分かれていたので、厳密には6階層となる。

　SRAMとDRAM、HDDの3階層で非常に際立っていたのは、アクセス時間のギャップである。SRAMとDRAMのアクセス時間の違いは10倍〜100倍であったのに対し、DRAMとHDDのアクセス時間の違いは10万倍〜100万倍にも達していた。

西暦2000年頃のメモリ階層。縦軸は記憶容量当たりのコスト、横軸はアクセス時間 （クリックで拡大） 出典：SanDisk

　10年後の2010年頃になると、メモリ階層に変化が訪れる。高速側ではCPUが内蔵するキャッシュが最大で4階層となり、4次キャッシュ（L4キャッシュ）が導入される。L4キャッシュのメモリはSRAMまたは埋め込みDRAM（eDRAM）である。

　低速側ではNANDフラッシュメモリを記憶デバイスとするSSD（Solid State Drive）が登場する。SSDはHDDよりも高速なので、HDDとDRAMのアクセス時間のギャップをわずかだが、埋めることができた。

西暦2010年頃のメモリ階層 （クリックで拡大） 出典：SanDisk

　今後はどうなるのか。西暦2020年頃をCHEN氏は予測してみせた。CPUのキャッシュには、スピン注入型磁気メモリ（STT-MRAM）が採用される。また、DRAMとSSDのギャップを埋めるメモリ階層、SCM（storage class memory）が登場する。既に述べたように、SCMの候補は抵抗変化メモリ（ReRAM）、磁気メモリ（MRAM）、相変化メモリ（PCMまたはPRAM）である。

西暦2020年頃のメモリ階層（予測） （クリックで拡大） 出典：SanDisk

（次回に続く）