記憶装置の物理 I(DRAMとSRAMのセル)
10 問1個のトランジスタと1個のキャパシタでできたDRAMセルとリフレッシュ・破壊読み出し、6トランジスタのSRAMセル、なぜDRAMは密度が高くSRAMは速いのか、行/列アドレスの多重化やバンクによる並列性まで、メインメモリの物理を学びます。
記憶装置の物理 II(NANDフラッシュの仕組み)
10 問絶縁体で囲まれた浮遊ゲートに電子を閉じ込めて不揮発にする仕組み、しきい値電圧でビットを読むこと、SLC/MLC/TLC/QLCのトレードオフ、そして「書き込みはページ単位・消去はブロック単位」という非対称まで、NANDフラッシュの物理を学びます。
記憶装置の物理 III(SSDの内部制御:FTL)
10 問論理アドレスを物理位置へ対応づけるFTL、書き換え回数を平準化するウェアレベリング、書き込み増幅(WAF)、ガベージコレクション、TRIM、オーバープロビジョニングなど、NANDの制約を吸収してSSDを成り立たせる内部制御を学びます。
記憶装置の物理 IV(HDDの機械機構)
10 問プラッタ・磁気ヘッド・アームという機械要素、トラック/セクタ/シリンダの構造、シーク時間と回転待ち時間の違い、垂直磁気記録、そして局所性がなぜHDDで効くのかまで、回転する磁気ディスクの機械機構を学びます。
記憶装置の物理 V(接続と転送:バス・DMA・割り込み)
10 問メモリマップドI/OとI/Oポート、割り込み駆動とポーリングの違い、CPUを介さずに転送するDMA、そしてAHCI/SATAとNVMe/PCIeのキュー構造の違いまで、記憶装置とCPUがどうつながりデータを転送するかを学びます。
記憶装置の物理 VI(信頼性と誤り訂正)
10 問ビット化けを訂正するECC(SECDED/LDPC)、複数台で冗長化するRAID 0/1/5/6、静かに進行するビット腐敗(bit rot)、状態を報告するSMART、そしてTBW/DWPDという耐久性の指標まで、記憶装置の信頼性と誤り訂正を学びます。