ROM：Read Only Memory

ROMとは？種類・動作原理・フラッシュとの違い

ROM（Read Only Memory）は、 コンピュータにおける基本的な不揮発性メモリの一つであり、 ファームウェアやブートコードの保存に不可欠な存在です。

近年ではフラッシュメモリの普及により、 従来のROMの役割や位置づけも変化していますが、 その基本概念と進化の流れを理解することは重要です。

本記事では、 ROMの構造・種類・動作原理・実務での利用までを 体系的に解説します。

ROMとは何か

ROMとは、

電源を切ってもデータが保持される不揮発性メモリ

です。

基本的には読み出し専用として設計されており、 書き込みは限定的または不可能です。

主な用途：

• BIOS / UEFI
• 組み込み機器のファームウェア
• マイクロコントローラのプログラム

ROMの基本構造

ROMは、 トランジスタの接続パターンによってデータを固定的に保持します。

DRAMのような電荷保持ではなく、

物理的な回路構造そのものがデータ

となる点が特徴です。

ROMの種類

Mask ROM

製造時にデータを書き込むROMです。

特徴：

• 書き換え不可
• 高速
• 低コスト（大量生産時）

用途：

• ゲームカートリッジ（旧世代）
• 組み込み機器

PROM（Programmable ROM）

一度だけ書き込み可能なROMです。

ヒューズを焼き切ることでデータを書き込みます。

特徴：

• 1回のみ書き込み可能
• 再書き込み不可

EPROM（Erasable PROM）

紫外線で消去可能なROMです。

特徴：

• UV照射で全消去
• 再書き込み可能

チップに窓があるのが特徴です。

EEPROM（Electrically Erasable PROM）

電気的に消去・書き換え可能なROMです。

特徴：

• バイト単位で書き換え可能
• 低速

用途：

• 設定情報保存
• マイコン内部メモリ

フラッシュメモリ

EEPROMを高速・大容量化したものです。

特徴：

• ブロック単位で消去
• 高速読み出し
• 高密度

用途：

• SSD
• USBメモリ
• BIOS / UEFI

ROMとRAMの違い

項目	ROM	RAM
揮発性	不揮発	揮発
書き込み	制限あり	自由
用途	プログラム保存	作業領域
速度	比較的遅い	高速

フラッシュメモリの内部構造

フラッシュメモリは、 フローティングゲートトランジスタ を利用しています。

電荷を閉じ込めることで、 電源を切っても状態を保持できます。

主な種類：

• NAND型（ストレージ用途）
• NOR型（コード実行用途）

NANDとNORの違い

項目	NAND	NOR
用途	ストレージ	コード実行
速度	高速書き込み	高速読み出し
密度	高い	低い

書き換え回数制限

フラッシュメモリには、 書き換え回数の制限があります。

• SLC：高耐久
• MLC：中程度
• TLC / QLC：低耐久

これに対して、

ウェアレベリング

が使用されます。

ROMの役割（システム起動）

コンピュータの起動時には、 ROMに格納されたコードが実行されます。

流れ：

• 電源ON
• CPUがROMのアドレスを参照
• ブートコード実行
• OS起動

この仕組みがなければ、 OSは起動できません。

メモリマップドI/OとROM

ROMはメモリ空間にマッピングされ、 CPUから直接アクセスされます。

これにより、 命令フェッチも可能になります。

セキュリティとROM

ROMは改ざんが難しいため、 セキュリティ面でも重要です。

• Secure Boot
• ファームウェア署名
• Root of Trust

これらの基盤として利用されます。

最新動向

• SPIフラッシュによるUEFI
• Trusted Platform Module（TPM）連携
• 組み込み向けXIP（Execute In Place）

特にXIPは、 ROM上で直接コードを実行する技術です。

まとめ

ROMは、 不揮発性メモリとして システムの基盤を支える重要な要素です。

• データを電源OFFでも保持
• 用途はファームウェアやブートコード
• フラッシュメモリが主流
• セキュリティ基盤として重要

ROMの進化は、 単なる読み取り専用メモリから、 高機能な不揮発性メモリへと変化しています。

その構造と特性を理解することで、 システムの起動やストレージの仕組みを より深く理解できるようになります。