フラッシュメモリとは？ 仕組みや寿命、不具合の原因などを解説

フラッシュメモリはさまざまな機器に用いられており、今では日常生活に欠かせない存在になっています。しかし、具体的にフラッシュメモリがどのようなものなのか、よくわかっていない方も多いのではないでしょうか。
この記事では、フラッシュメモリの概要や仕組みをはじめ、フラッシュメモリ製品を機器が認識しなくなってしまう原因などについてご紹介します。

1 フラッシュメモリとは
2 フラッシュメモリを使用したメディア
2-1 USBメモリ
2-2 SDカード
3 フラッシュメモリの仕組みと寿命
4 フラッシュメモリのNAND型とNOR型の違い
4-1 NAND型
4-2 NOR型
5 フラッシュメモリが認識されなくなる原因
6 フラッシュメモリが認識されなくなったらデータ復旧を行おう

■フラッシュメモリとは

フラッシュメモリとは、データの読み書きが行える記憶媒体の一種です。データの消去が一瞬で行えるという特長から、カメラのフラッシュをイメージして名付けられたとされています。
「不揮発性メモリ」に分類され、フラッシュメモリに記録されたデータは電源を切っても残り続けるのが特長です。
また、小型で軽量、消費電力が少ない、駆動音が発生しない、耐衝撃性に優れるなどの利点を持っていて、さまざまな用途で用いられています。

■フラッシュメモリを使用したメディア

フラッシュメモリは、生活のなかのさまざまなシーンで活用されています。ここでは、フラッシュメモリを搭載した製品の一例をご紹介します。

1.USBメモリ
パソコンなどの機器に外付けして使用できる、小型で持ち運びに便利な記録メディアです。USB端子に接続するだけで機器が自動的にUSBメモリを認識するので、使う際に特別な設定をする必要がありません。
ただし、製品や使用頻度によって寿命に差があります。数年で記録したデータが破損することも考えられ、データの長期保存にはあまり適していません。

2.SDカード
カードタイプの小型の記憶装置で、デジタルカメラや携帯ゲーム機、スマートフォン、ドライブレコーダーなどの外部記憶媒体として広く使用されています。サイズによる違いや、容量やデータ転送スピードによる規格などがあり、用途に応じて使い分けます。

■フラッシュメモリの仕組みと寿命

フラッシュメモリのデータを記録する部分の最小単位を「セル」と呼びます。
セルは、「フローティングゲート」と呼ばれる部分に電子を蓄えたり放出したりすることで、データの読み書きを行っています。データの書き込みや消去を行う際は、電子が「トンネル酸化絶縁膜」という部分を突き破って移動し、これによって酸化膜は徐々に劣化していきます。
最終的にはフローティングゲートから電子が漏れ出すようになってしまい、データの記録ができなくなるのです。一般的なフラッシュメモリは、およそ1千～1万回程度の書き込みと消去で寿命を迎えるといわれています。

■フラッシュメモリのNAND型とNOR型の違い

フラッシュメモリは、構造の違いによってNAND型とNOR型の2種類に大きく分けられます。NAND型とNOR型の特長を、それぞれご紹介します。

1.NAND型
各メモリセルを直列に接続したものがNAND型と呼ばれます。単にフラッシュメモリといった場合は、NAND型フラッシュメモリを指すのが一般的です。
NAND型はセル単位ではなくブロック単位でアクセスを行うため、さまざまな位置にあるデータの読み出しを行うランダムアクセスの速度は遅めです。ただしデータの書き込みや消去は高速で行え、高集積化して容量を増やしやすいという特長を持っています。

NAND型は、1個のセルに何ビットのデータを書き込めるかによって、SLCやMLC、TLC、QLCといった種類にさらに細分化されます。1セルに1ビットのデータしか書き込めないSLCは耐久性が高く、QLCは4ビットの書き込みが可能な反面、耐久性には劣ります。

2.NOR型
各メモリセルを並列に配置したものがNOR型です。1ビット単位でのアクセスが行えるので、ランダムアクセスデータの読み取りは高速ですが、データの書き込みは低速です。
大容量化には適しておらず、NAND型と比べて容量あたりの価格も高めです。

■フラッシュメモリが認識されなくなる原因

USBメモリを使用していて、突然機器に認識されなくなったという経験のある方も多いでしょう。USBメモリが認識されなくなる場合、メモリ内部のコントローラーの故障が主な原因と考えられます。

フラッシュメモリのコントローラーは、内部のセル全体に平均してデータが書き込まれるように調整しています。しかし、そのコントローラーが故障してしまうと、フラッシュメモリの動作を制御できなくなってしまうのです。
セルの劣化以外にも、静電気や水没など、外的要因によってUSBメモリが破損する場合もあります。

■フラッシュメモリが認識されなくなったらデータ復旧を行おう

種類によって差はありますが、フラッシュメモリを搭載した製品は使用していくうちに劣化し、最後は寿命を迎えます。データの長期保存には適していないので、適宜買い換えてデータを新しいものに移動させたり、HDDなど他の機器にもデータを保存したりしておくといった対策は必須です。

ただし、使用中のパソコンでフラッシュメモリが認識されない、データにアクセスできないといった障害が発生した場合は、データ復旧で解決する可能性があります。端子が破損したなどの物理的な障害が発生した際も、データを復旧できるかもしれません。
USBメモリなど、フラッシュメモリを搭載した製品で不具合が起こってしまった際は、一度データ復旧の依頼を検討してみてはいかがでしょうか。