書き換え可能な記憶装置：EPROM

書き換え可能な記憶装置：EPROM

はじめに

計算機の世界では、情報を保存しておくための装置がとても重要です。中でも、電源を切っても情報が消えない装置は、仕組みが安定して動くために必要不可欠です。そのような装置の一つに、イープロムと呼ばれるものがあります。イープロムは、情報を何度も書き換えられる特別な装置です。この記事では、イープロムの仕組みや種類、使い方などについて詳しく説明します。

イープロムは、電気を消しても情報が残る半導体を使った記憶装置です。書き込みと消去を紫外線を使って行うのが特徴です。具体的には、紫外線を当てると記憶されていた情報が消去され、電気を流すことで新たな情報を書き込むことができます。この書き込みと消去の作業は、専用の装置を使って行います。一度書き込んだ情報は、電源を切っても保持されるため、様々な機器の設定情報などを保存するのに利用されます。

イープロムには、いくつかの種類があります。例えば、一度だけ書き込み可能なものや、何度も書き換え可能なものがあります。また、記憶容量も様々で、用途に応じて使い分ける必要があります。書き換え可能なイープロムは、開発段階でプログラムの修正が必要な場合などに便利です。一度書き込み可能なものは、一度設定したら変更する必要がない情報、例えば機器の固有情報などを保存するのに適しています。

イープロムは、パソコンや家電製品、産業機器など、様々なところで使われています。例えば、パソコンの起動に必要な情報や、家電製品の設定情報などを保存するために利用されています。また、工場などで使われる産業機器の制御プログラムなども、イープロムに保存されていることが多くあります。このように、イープロムは私たちの身の回りにある様々な機器の中で、重要な役割を担っています。今後、さらに技術が進歩していく中で、イープロムの更なる進化にも期待が寄せられています。

EPROMとは

消去可能書き込み読み出し記憶装置（イーピーロム）は、電気をなくしても記憶を保つことができる、書き込み読み出し記憶装置の一種です。書き込み読み出し記憶装置は、通常、一度書き込んだ情報を変更することができません。しかし、消去可能書き込み読み出し記憶装置は、特別な方法を使って記憶内容を消去し、再び情報を書き込むことができるという特徴があります。

消去可能書き込み読み出し記憶装置は、紫外線を使って記憶内容を消去します。装置の上部には、石英ガラスでできた小窓が付いています。この窓から紫外線を照射することで、記憶されていた情報をすべて消すことができます。消去作業には、通常、数分から数十分程度の時間が必要です。紫外線照射後は、再び情報を書き込むことができます。

消去可能書き込み読み出し記憶装置は、電気を供給しなくても記憶内容を保持できるため、計算機の立ち上げ時や、様々な設定情報の保管などに利用されます。例えば、計算機の起動に必要な基本的な命令や、日付や時刻などの設定情報が、消去可能書き込み読み出し記憶装置に記憶されています。また、組み込み機器と呼ばれる、特定の機能を持った機械の中にも、消去可能書き込み読み出し記憶装置が広く使われています。

消去可能書き込み読み出し記憶装置は、書き換え可能回数に限りがあります。一般的には、千回から一万回程度書き換えを行うと、徐々に記憶が不安定になると言われています。そのため、頻繁に情報の書き換えが必要な用途には適していません。消去に紫外線を使用する必要があるという手間も、欠点の一つと言えるでしょう。近年では、電気的に情報の書き換えが可能な、電気的消去可能書き込み読み出し記憶装置（イーイーピーロム）が主流となってきており、消去可能書き込み読み出し記憶装置は、徐々に使われなくなってきています。

EPROMの種類

書き換え可能な読み出し専用記憶装置、いわゆるイーピーロムには、大きく分けて二種類あります。一つは、紫外線を使って情報を消す紫外線消去型イーピーロムです。もう一つは、電気を使って情報を消す電気的消去型イーピーロムです。

紫外線消去型イーピーロムは、窓付きの容器に入っています。この窓から紫外線を当てると、記憶していた情報を全て消すことができます。消去には専用の装置が必要で、だいたい20分程度の時間が必要です。一括消去なので、一部分だけ消すことはできません。全て消してから、新しく情報を書き込む必要があります。繰り返し使えるので、試作品や小規模生産に向いています。

電気的消去型イーピーロムは、電圧をかけることで情報を消すことができます。紫外線消去型のように専用の装置は必要なく、回路に組み込んだまま書き換えができます。また、一部分だけ消すこともできるので、書き換え作業がより柔軟になります。紫外線消去型に比べて書き換え時間も短く、利便性が高いです。しかし、製造に手間がかかるため、紫外線消去型よりも価格が高くなります。

このように、イーピーロムにはそれぞれ特徴があります。用途や予算に合わせて、適切な種類を選ぶことが大切です。例えば、試作品を作る段階では、繰り返し書き換えができ、価格も安い紫外線消去型が適しているでしょう。一方、製品として大量に生産する場合には、書き換えが容易で、時間も短縮できる電気的消去型が適しているでしょう。状況に応じて使い分けることで、開発や製造を効率的に進めることができます。

書き換え方法

情報を記録する部品の一つである消去可能プログラマブル読み出し専用メモリー（イープロム）は、特殊な機器を使って情報を書き込みます。書き込む際には、高い電圧を部品にかけなければなりません。この高い電圧は、イープロムの内部構造を変化させ、情報を記憶させるために必要です。まるで、強い力で刻印を押すように、電圧によって情報を刻み込んでいるのです。

イープロムは、情報を書き換える際に、一度に全ての情報を消去する必要があります。一部だけを書き換えることはできません。これは、イープロムの構造上の特性によるものです。たとえば、黒板に書いた文字を消す際に、一部だけ消すのではなく、黒板全体を消してから新しく書き直す必要があるのと似ています。そのため、イープロムの情報を書き換えるには、まず既存の情報を全て消去し、その後、新たに書き込みたい情報を書き込むという手順が必要です。

情報を消去するには、紫外線を照射する必要があります。紫外線照射装置を用いて、イープロムに一定時間紫外線を当てると、記録されている情報が消去されます。この消去作業には、ある程度の時間がかかります。また、紫外線は人体に有害なため、作業時には適切な保護具を着用する必要があります。

このように、イープロムへの情報の書き換えは、少し手間がかかる作業です。部分的な書き換えができないこと、高い電圧が必要なこと、消去に紫外線照射が必要なことなどは、イープロムを使う上での注意点です。これらの特性を理解した上で、適切に扱う必要があります。

EPROMの寿命

消去可能な読み出し専用記憶装置、いわゆるイープロムは、紫外線を使って記憶内容を消去し、電圧を加えることで新たな情報を書き込むことができます。しかし、この書き込み操作には回数制限があり、繰り返し書き込みを行うと次第に劣化し、最終的には書き込みができなくなります。書き込み可能回数は製品によって異なり、数千回から数万回程度とされています。この回数は、電子を蓄える部分の劣化によるものです。

イープロムの寿命を考える上で、書き込み回数に加えて、データ保持期間も重要な要素です。イープロムは、電源を切っても記憶内容を保持できますが、長期間使用したり、高温環境に置いたりすると、記憶している情報が失われる可能性があります。これは、蓄えられた電子の漏れが原因です。重要な情報を保存している場合は、定期的にデータを別の記憶装置に複製し保存しておく、いわゆるバックアップを取ることが推奨されます。バックアップの頻度は、保存している情報の重要性や使用環境によって異なりますが、数年に一度は行うのが良いでしょう。

イープロムを使用する際は、これらの寿命に関する特性を理解し、適切な運用を行う必要があります。例えば、書き換え回数を減らすために、プログラムの変更を最小限にする、試験段階では書き換え回数の多いイープロムではなく、フラッシュメモリ等の別の記憶装置を使用するなどの工夫が考えられます。また、重要なデータの消失を防ぐためには、定期的なバックアップに加えて、高温多湿な環境を避ける、直射日光に当てないなど、適切な保管方法も重要です。これらの対策を講じることで、イープロムをより長く、安全に使用することができます。

EPROMの用途

消去可能プログラマブル読み出し専用メモリー、略してイープロムは、情報を記憶しておくための電子部品です。電源を切っても記憶した内容が消えないという特徴があります。一度書き込んだ情報を消すには、紫外線を照射する必要があります。この書き換えの手間はありますが、繰り返し使えるという利点があります。

イープロムは、様々な電子機器の中で活躍しています。例えば、コンピューターの起動に必要な基本的なプログラムを記憶するために使われています。このプログラムはバイオスと呼ばれ、コンピューターの心臓部とも言える重要な役割を担っています。イープロムにバイオスを記憶することで、コンピューターの電源を切るたびにプログラムが消えてしまうことを防ぎ、安定した動作を保証しています。

また、工場などで使われる機械の制御プログラムを記憶するのにもイープロムが利用されています。これらの機械は、決まった手順で動くようにプログラムされており、そのプログラムをイープロムに保存することで、電源を切っても動作手順を記憶しておくことができます。

さらに、家庭用ゲーム機にもイープロムが使われていました。ゲームのプログラムをイープロムに保存することで、カートリッジを交換するだけで様々なゲームを楽しむことができました。近年では、より大容量で書き換えが容易なメモリーが登場したため、イープロムの使用頻度は減ってきていますが、その信頼性と安定性から、現在でも一部の機器では重要な役割を担っています。

このように、イープロムは、電源を切っても記憶が消えず、繰り返し使えるという特徴を生かし、様々な電子機器で重要な役割を果たしてきたのです。