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誰しも一度は物忘れを経験したことがあるはずです。そのたびに、人間の記憶力には限界があるという事実を思い知らされます。私たちが情報を保存しようとした最初の試みは、物資や交易活動を追跡するために棒や骨に刻み目を入れていた旧石器時代の部族にまで遡ります。
ありがたいことに、保存方法は棒や骨に頼る時代を過ぎました。今日では、フラッシュメモリと呼ばれるものが使われています。
フラッシュメモリとは？なぜ私たちの生活に欠かせないのか？
フラッシュメモリは、気づかぬうちに私たちの生活のあらゆる場面で使われています。携帯電話の中にも、デジタルカメラの中にも、さらには車の中にも入っています。それがなければ、私たちが今日享受している多くの技術的な利便性は機能しなくなるでしょう。しかし、フラッシュメモリとは何でしょうか。そして、なぜこれほど普及しているのでしょうか。
フラッシュメモリの40周年を記念して、これらの質問に答え、この技術の影響と、その開発におけるマイクロンの役割を探ります。
フラッシュメモリの仕組みとは？ 技術の内側を紹介
まず、フラッシュメモリを定義しましょう。電源を切ってもデータが保持される不揮発性ストレージの一種です。これは、電源が切れるとデータが失われる揮発性ランダムアクセスメモリ（RAM）とは異なります。
不揮発性メモリは、開発されて以来、大きく進歩を遂げてきた。フラッシュが登場する前は、データは消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（EPROM）と呼ばれるチップに保存されていました。EPROMから現在のフラッシュメモリに至るまでの一連の革新により、USBドライブ、メモリカード、SSDなどのコンパクトで信頼性の高いストレージソリューションへの道が開かれました。
フラッシュメモリの発明：データストレージにおける画期的な技術革新
EPROMは長期保存が可能ですが、コストが高く、電力消費が大きいなど、いくつかの欠点があります。さらに、保存されたビットは、新しいデータで書き換える前に紫外線で完全に消去する必要がありました。
何十年もの間、EPROMはほとんどの電子機器の標準的な保存方法でした。しかし、ご想像のとおり、手動で情報を消去して書き換えるのはあまり効率的ではありませんでした。
そこで、1980年代に東芝の舛岡富士雄博士が代替技術の探索を始めました。博士のチームは最終的に、カメラのフラッシュのように非常に速くデータを消去するストレージ装置、つまりフラッシュメモリを開発しました。
フラッシュメモリが現代の装置に不可欠な理由
それ以来、フラッシュは信頼性が高く効率的なデータ保存手段を提供することで業界に革命をもたらしました。これは、フローティングゲートトランジスターまたは置換ゲートトランジスターをそれぞれ含むセルのグリッドを使用して動作します。これらのトランジスターは電荷を保持することができ、バイナリデータ（0と1）を表し、データの読み取りと消去を行います。
「フラッシュメモリは電気的に消去・プログラムが可能になったことで、新製品の開発時にシステム設計や試験の観点から非常に機敏に対応できるようになりました」とマイクロンの市販主管、ウィリアム・スタッフォードは語ります。
フラッシュはその機敏性により、現代の多くの電子機器において多用途かつ不可欠な成分となっています。たとえば、モバイル装置では、オペレーティングシステム（OS）、写真、アプリなどのデータを保存するためにフラッシュメモリが使用されます。現代の自動車では、フラッシュメモリにナビゲーション地図、較正設定、娯楽情報システムのユーザー設定などの重要な情報が保存されます。
フラッシュメモリの種類：NORとNAND
フラッシュメモリには2つの種類があり、それぞれ用途が異なります。「非OR」論理ゲートを備えたNORフラッシュは、小さなデータセットを読み取って実際にコード（ソフトウェア）を実行するのに役立つ、高速読み取り速度とランダムアクセス機能を備えています。この種類のメモリは、マイクロコントローラ、産業機器、自動車用電子機器などの基本技術に使用されています。
一方、「非AND」論理ゲートを使用するNANDは、書き込み速度が速く、ストレージ容量が大きいという特徴があります。ノートパソコン、モバイル装置、データセンターのSSDなどの製品など、大量のデータとコードの保存を必要とする技術で使用されます。
マイクロンのフラッシュメモリにおける歩み：RAMから世界的なストレージリーダーシップへ
マイクロンは現在、NANDとNORの両方のストレージソリューションを販売しており、フラッシュメモリ市場における世界的リーダーとしての地位を築いています。しかし、業界でのストレージ製品参入が比較的遅かったという事実は、意外に思われるかもしれません。マイクロンが初めてNANDフラッシュメモリ分野に参入したのは、2006年にインテルとの合弁会社IM Flash Technologiesを立ち上げた時のことでした。
長年SRAMおよびDRAMメモリデバイスの生産を手がけてきたマイクロンにとって、多くのシステムで両技術が併用されることから、フラッシュメモリソリューションはビジネスモデルに適した分野でした。
「マイクロンには常に、メモリとストレージが共に進歩することを理解していた先見の明のあるリーダーたちがいました」とスタッフォードは語ります。「大量のコードが実行され、大量のデータがDRAMを介して流れる場合、当然、それを保存する場所が必要になります。そこで、彼らはこれらの要素をすべて統合する、完全なソリューションを思いついたのです。」
マイクロン、Micron 2650で第9世代NANDをSSDに搭載して他社に先駆け出荷開始。
3D NAND技術：マイクロンがストレージの限界を押し広げる方法
2015年に、マイクロンのチームはメモリセルを垂直に積み重ねてストレージ密度を高め、コストを削減する3D NAND技術を発表しました。2020年、マイクロンは世界初の176層3D NANDフラッシュメモリの量産出荷を開始し、業界をリードする前例のない密度と性能を実現しました。マイクロンは3D NAND技術の成功を基に、2022年に世界初の232層NANDを発表し、ストレージ密度と性能の新たな基準を確立しました。これらの革新的な開発により、クライアント、モバイル、データセンター市場に新たな機会が生まれました。
フラッシュメモリの開発初期段階に携わったマイクロンの営業支援主管、マット・ウォカスは、これらの層数は今後も成長を続けると予想します。「業界は24層から始まり、今では10倍の速度で稼働しています。今後の改善により、層数が増え、より多くのデータを保存できるようになります」とウォカスは述べます。
NANDフラッシュにさらに多くの層を積み重ねることで、メーカーは同じ物理的な面積により多くのデータを保存できるようになります。これにより、携帯電話、タブレット、IoT装置などの小型装置は、より大きなストレージ部品を必要とせずに、より多くのストレージ容量を確保することができるのです。データセンターのような大規模なアプリケーションの場合、これは平方メートルあたりに保存できるデータ量が増えることを意味し、優れたスペース効率を実現します。
マイクロンの9550 SSDは、3D NAND技術の革新と進歩を示す素晴らしい実例です。AI、性能重視のデータベース、キャッシュ、オンライントランザクション処理（OLTP）、高頻度取引など、極めて高い速度、拡張性、電力効率が求められる重要なワークロードを管理するように設計されています。Micron 9550 SSDは、クラウド、データセンター、OEM、システムインテグレーターの設計において、上記をはじめとするワークロードの柔軟な展開も可能にします。
マイクロンのNORフラッシュの革新とアプリケーション
マイクロンが2010年に開発を開始したNOR装置も、その高い性能と信頼性で広く認められています。これらは、自動車、産業、民生、ネットワークなど、幅広いアプリケーションで使用されています。
これらの装置は読み取り速度が速く、消費電力が低いため、効率性が要求される高性能アプリケーションに最適です。
40年にわたるフラッシュメモリの革新：マイクロンの影響力と構想
全体として、マイクロンのフラッシュメモリの歴史は、継続的な革新、戦略的成長、そして幅広いアプリケーション向けに高性能で信頼性の高いメモリソリューションを提供するという取り組みによって特徴づけられています。
現在、マイクロンは、データ量の多い自動運転車やAI搭載車両のワークロードを加速するために構築された世界初の車載グレードSSD（4100AT SSD）などの専用SSDを含む、メモリとストレージ製品のポートフォリオを拡充しています。
フラッシュメモリの40年間を振り返ると、永続的なストレージソリューションの構築において大きな進歩を遂げてきたことがわかります。最新のNANDフラッシュは、1つの装置にテラバイト単位のデータを保存できます。これは、初期のメモリカードと比較すると数百万倍のデータ量です。NANDフラッシュは現在、携帯電話やノートパソコンから企業ストレージソリューションやクラウドコンピューティングまで、様々な装置に広く採用されています。AI、ビッグデータ、IoTなどの技術を実現する上で重要な役割を果たします。そして、第9世代3D NAND技術であるG9が原動力となり、マイクロンの未来も明るく輝くことでしょう。この技術により、競合他社に比べてデータ転送速度が最大50%高速化し、読み取りと書き込み帯域幅が大幅に向上します。AIからクラウドコンピューティングまで、データ中心のワークロードの要求を満たすように設計されています。
しかし、マイクロンはさらにどれだけ前進できるかということも認識しています。マイクロンは、世界中の情報利用方法を変革し、すべての人々の生活を豊かにするために、最先端技術の革新と開発を継続していきます。
「マイクロンは今のところ、おそらく私がこれまで見てきた同社製品の中で最高のポートフォリオを持っていると思います。ここ数年で、マイクロンはフラッシュチップとSSDの両方で技術リーダーになりました」とウォカスは語りました。
マイクロンのNANDとNORフラッシュの詳細については、micron.comにアクセスして製品情報とアプリケーションの詳細をご覧ください。