メインメモリ(RAM)の種類：DDR4とDDR5の違い

メモリ(RAM)の種類

RAM(Random Access Memory、ランダムアクセスメモリ)は、コンピュータの動作に必要なデータを一時的に保存するための記憶装置です。メインメモリ(RAM)には以下のような種類があります。

種類	用途
DDR SDRAM	PC、サーバーのメインメモリ
LPDDR	スマホ、タブレット、薄型ノートPC
GDDR	グラフィックスカード(GPU)
HBM	高性能コンピューティング(AI、HPC、GPU)

DDR SDRAMは、一般に「DDR」とも呼ばれます。

• DDR3
• DDR4
• DDR5

などの種類(バージョン)があります。DDR5が2025年現在の最新規格です。

SDRAMとは

現在、メインメモリとして主流のDDRは、SDRAMの改良版です。まずはSDRAMについて学びましょう。

SDRAMはその名の通り、以下のような特徴があります。

1. 同期動作 (Synchronous)

システムのクロック信号に同期して動作します。データの読み書きのタイミングが正確に制御され、効率的なデータ転送が可能になります。さらに、クロック信号に同期することで、CPUや他のハードウェアとの連携がスムーズになります。

2. ダイナミックメモリ (Dynamic RAM)

DRAMは、データを保持するために定期的なリフレッシュ(再書き込み)が必要なメモリです。

3. ランダムアクセス (Random-Access)

任意のメモリセルに直接アクセスできます。データの読み書きが高速に行えます。

SDRAMの種類

• SDR SDRAM(Single Data Rate SDRAM)

1クロックサイクルごとに1回のデータ転送を行う。データ転送がクロックの立ち上がりエッジでのみ発生する。

• DDR SDRAM(Dingle Data Rate SDRAM)

1クロックサイクルごとに2回のデータ転送を行う。データ転送がクロックの立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの両方で発生する。

DDRはSDRに比べて、理論上2倍のデータ転送速度を実現しています。そのため、現在のメインメモリの主流はDDRです。

CPUのクロック周波数とは

DDRの種類：DDR4とDDR5の違い

DDR SDRAMは世代を重ねて進化しており、以下のような種類があります。

世代	データ転送速度（MT/s）	動作電圧	主な特徴
DDR	200～400	2.5V	初代DDR。SDR SDRAMに比べて2倍のデータ転送速度を実現。
DDR2	400～1066	1.8V	DDR1に比べて高速化され、消費電力が低減。
DDR3	800～2133	1.5V	DDR2に比べてさらに高速化され、省電力性能が向上。
DDR4	1600～3200	1.2V	2010年代後半から主流。DDR3に比べて大幅な高速化と省電力化を実現。
DDR5	3200～6400	1.1V	2020年代から普及が進む最新世代。DDR4に比べてさらに高速化と大容量化を実現。

DDR1からDDR5まで、各世代が登場するたびにデータ転送速度が向上し、動作電圧が低下しています。すなわち、メモリの性能が向上し、省電力化が進んでいます。

動作電圧の低下は、半導体製造プロセスの進化(微細化)によってもたらされています。トランジスタのサイズが小さくなることで、スイッチングに必要な電圧が低下します。また、メモリセルや周辺回路の設計最適化による電力効率の向上も要因の１つです。

データ転送速度の向上は、

• プリフェッチ技術の進化

1クロックあたりのデータ転送量を増加

• 信号伝達技術の向上

差動信号やエラー修正機能による高品質な信号伝送

• クロック周波数の向上

1秒あたりのデータ転送回数を増加

• インターフェースの改良

メモリとプロセッサ間のボトルネック解消

など、多角的な技術進化によって実現されています。

表から分かるように、DDR5は最新のメモリ規格で、DDR4に比べてデータ転送速度が2倍以上に高速化され、動作電圧も1.1Vとさらに省電力化されています。大容量(最大128GB)やエラー修正機能(オンディECC)を備え、より高性能なシステムに適しています。その一方で、DDR4はコストパフォーマンスに優れており、2020年代現在でも依然として主流の規格です。

なお、DDR1からDDR5までの各世代は、物理的な端子形状が異なるため、互換性がありません。