EEPROM：電気的消去・再書き込み可能な読み出し専用メモリ

動作原理と主な特性

EEPROMセルでは通常、ビットを表す電荷を保持するためにフローティングゲートトランジスタが用いられる。プログラミングと消去では、通常より高い電圧または電流によってゲート上の電荷を変化させる。読み出しは通常の論理レベルによる検出を用い、書き込みに比べて高速である。主な特性には、バイトアドレス指定可能性（多くのEEPROMでは個々のバイトを書き込めること）、不揮発性、有限の耐久性（書き込み・消去サイクル数に上限があること）、および再書き込みを行わない場合の長期的なデータ保持がある。

種類と技術的な違い

• バイト単位でプログラム可能なEEPROM：個々のバイトまたは小規模なグループを更新でき、構成情報や少数の変数の保存に便利である。
• シリアル型とパラレル型：シリアルEEPROMはI2CやSPIなどのインターフェースを使用し、小型で経済的である。パラレルEEPROMは複数のデータ線に接続され、旧来のシステムでより一般的だった。
• EEPROMとフラッシュメモリ：フラッシュメモリは関連技術であり、より大きなブロックとビット当たりの低コストに最適化されている。フラッシュはバイト単位ではなくブロック単位で消去されるため、頻繁に小規模な更新が必要な場合はEEPROMが依然として適している。

歴史と発展

EEPROMは、紫外線を必要とした初期の消去可能メモリ（EPROM）から発展した。電気的に消去・再プログラムできるようになったことで、多くの組込み用途においてEEPROMはより実用的になった。その後、フラッシュメモリが大容量ストレージ向けの高密度かつ低コストな代替技術として登場した一方、EEPROMは小容量で頻繁に更新されるデータ保存領域に特化した用途を維持した。数十年にわたり、製造技術の向上によってコストは低下し、耐久性とデータ保持性能は改善された。

一般的な用途と例

代表的な用途には、BIOSやファームウェアの構成設定、小規模な不揮発性ログ、デバイスのシリアル番号、暗号鍵、スマートカードのデータの保存がある。EEPROMはマイクロコントローラに組み込まれ、民生用電子機器、産業用コントローラ、スマートカード、リモートキーレスエントリーシステムに用いられる。メモリ全般についてはメモリの種類を、コンピュータにおける保存の参考資料についてはシステムストレージを参照。

スマートカードやセキュリティトークンでは、変更可能な安全なフィールドにEEPROMがよく使われる。業界別の実装については、スマートカードに関する資料はこちら、リモートキーレスシステムに関する資料はこちらを参照。設計者は書き込み回数に上限があることを考慮し、更新が頻繁な場合にはウェアレベリング、誤り検出、冗長化を実装することがある。フラッシュメモリやその他の不揮発性メモリとの競合にもかかわらず、EEPROMは信頼性、バイト単位の更新、データ保持が求められる場面で重要な価値を持ち続けている。