USBメモリーとは

 USBメモリーは、「フラッシュメモリー」という半導体メモリーを搭載した小型のデータ保存装置です。フラッシュメモリーの特性により、電源を切ってもデータが消えない不揮発性を実現しています。

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主な部品と仕組み

USBメモリーは主に以下の2つのチップで構成されています。

1. フラッシュメモリーチップ 💾

   • データを実際に保存する役割を担うチップです。

   • 多数の**「メモリーセル」**と呼ばれる、データを記録する最小単位が集まってできています。

   • 現在、USBメモリーで主流なのは、メモリーセルを直列に接続したNAND型フラッシュメモリーです。

2. コントローラーチップ 🧠

   • コンピューターとフラッシュメモリーチップ間のデータのやり取りを制御するチップです。

   • データの読み書きや、メモリーセルの劣化を防ぐためのウェアレベリング（データの書き込み場所を平均化する技術）を管理しています。

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フラッシュメモリーのデータ保存の仕組み

フラッシュメモリーは、メモリーセル内の**「浮遊ゲート」に電子を閉じ込めるか、あるいは電子がない状態にするかで、デジタルデータである「0」と「1」**を表現します。

• 書き込み ✍️

  • メモリーセル内の制御ゲートに高電圧をかけると、トンネル効果という量子力学的な現象により、絶縁体で囲まれた浮遊ゲートに電子が注入されます。

  • この状態がデータの**「0」**に対応します。

• 消去 🧹

  • 制御ゲートに逆の電圧をかけると、浮遊ゲートから電子が引き抜かれます。

  • この状態がデータの**「1」**に対応します。

浮遊ゲートは絶縁膜で囲まれているため、一度電子が閉じ込められると、電源を切ってもその状態を長く維持できます。これがフラッシュメモリーの不揮発性の根源です。