読み出し専用メモリ（ROM）：概要、種類、歴史、用途

主な特性

ROMは不揮発性であり、通常動作中には一般に書き込みできない。この特性により、機器固有の制御や起動手順を実装する低水準ソフトウェアであるファームウェアの保存に適している。従来のROMは現場で書き換えられないため、その後には不揮発性を保ちながら更新を可能にする、電気的または光学的に消去できる派生型が導入された。ROMの内容は、偶発的または悪意ある変更を防ぐため、保護されていることが多い。

一般的なROMの種類

• マスクROM：製造時にビットを恒久的に符号化してプログラムされる。大量生産では経済的だが、製造後に変更することはできない。
• PROM（プログラマブルROM）：未書き込みの状態で製造され、利用者または工場が専用機器で一度だけプログラムする。書き込みは不可逆的である。
• EPROM（消去可能PROM）：消去（一般に紫外線を使用）して再プログラムできる。開発用途や、初期の現場更新可能な製品で使用された。
• EEPROM（電気的消去可能PROM）：電気的に消去・プログラムでき、物理的に取り外すことなく選択的な書き換えが可能である。
• フラッシュメモリ：高密度なEEPROMの一種で、ブロック単位で消去・プログラムできる。現代の機器におけるファームウェア更新とストレージに広く使われている。

歴史と発展

初期のコンピュータでは、固定されたルーチンに配線固定式または読み出し専用の記憶装置が用いられた。半導体技術の進歩に伴い、ROMチップはマイクロコードや基本入出力システムを保存する標準的な手段となった。製造後にコードを改訂する柔軟性が設計者に求められるようになり、PROM、EPROM、EEPROMが続いて登場した。のちにフラッシュメモリは、不揮発性に加えて高密度化と消去・プログラムサイクルの高速化を実現し、多くの消費者向け製品および産業用製品の現場での更新を可能にした。

用途と例

機器では一般に、システムBIOSやブートローダーなどのブートプログラム、デバイスファームウェア、マイクロコントローラのコード、固定の参照テーブルを保存するためにROMが使われる。組み込みシステムでは、ROM内のファームウェアが、センサー、家電製品、ネットワーク機器など、永続的なコードが不可欠な装置を制御する。ファームウェアの例には、マザーボードのBIOSや、周辺機器および家電製品を制御する内部ソフトウェア（しばしばファームウェアと呼ばれる）がある。

相違点と注目すべき事項

「読み出し専用」という表現は不変性を示唆するが、現代のROMの多くは書き換え可能である。マスクROM、各種PROM、フラッシュメモリの選択には、コスト、柔軟性、耐久性の間のトレードオフが関わる。ROMに格納されたコードの更新では、機器が動作不能になることを避けるため、通常は慎重な手順が必要である。設計者はしばしば、デュアルバンクやロールバック機構といった保護策を組み込む。ストレージ機器の電源に関連する動作については、電源とシャットダウンにおける電源状態の説明を参照。