書き込み専用メモリ（エンジニアリング）

情報技術 において、書き込み専用メモリ（WOM）とは、書き込みは可能だが読み出しはできないメモリ位置またはレジスタのことである。この用語は、文字通りの意味に加えて、ある回路によって書き込まれたデータを他の回路が読み出すことしかできない状況にも適用される。後者の状況で最もよく見られるのは、プロセッサが制御するハードウェアの書き込み専用レジスタにデータを書き込む場合である。ハードウェアは命令を読み取ることができるが、プロセッサは読み取ることができない。これは、ハードウェア用のデバイスドライバを作成する際に問題を引き起こす可能性がある。

書き込み専用メモリは、データの復号化中に傍受されるのを防ぐ手段として、セキュリティや暗号化の分野でも活用されています。また、一部のレジスタ値を無関心値にすることで、必要な論理ゲートの数を減らすことも可能です。

1972年、読み出し専用メモリ（ROM）の対義語であるWOMは、 Signetics社による社内ジョークとして導入された。^{[ 1 ]}しかし、この概念が実際にはマイクロプロセッサシステムの特定の機能を説明していることがすぐに認識された。^{[ 2 ]}

書き込み専用メモリが最も頻繁に使用されるのは、メモリ位置がレジスタまたは集積回路であり、プロセッサ外部のハードウェアを制御したり、情報を伝達したりするために使用される場合です。中央処理装置(CPU) はこれらの場所に書き込むことができ、ハードウェアを制御できますが、情報を読み戻してハードウェアの現在の状態を知ることはできません。メモリは、CPU の観点からのみ書き込み専用です。このような構成は、コスト削減のために小型組み込みマイクロコントローラ システムでよく見られますが、デバイス ドライバソフトウェアの作成者にとって困難を引き起こす可能性があります。^{[ 3 ]} 現在のハードウェアの状態が CPU に不明な場合、新しいコマンドを送信することによってのみ既知の状態にすることができますが、その結果、状態が変化する可能性があります。^{[ 4 ] [ 5 ]}この困難を軽減するために、WOM の内容は、CPU によって通常のメモリにミラーリングされることがあります。^{[ 6 ]} ただし、この戦略は、レジスタがハードウェアの観点から読み取り専用である場合にのみ信頼できます。外部ハードウェアがCPUとは独立して自身の状態を変更できる場合、ハードウェアの状態はCPUメモリに反映されている状態のイメージから乖離する可能性がある。

この種の利用例として、初期のPCにおけるメモリへのアクセスが挙げられます。初期のPCは8086または8088プロセッサを使用しており、アドレス指定できるメモリは1MBのみでした。その大部分はBIOSとビデオカードによって占有されていたため、連続してアドレス指定可能なRAMはわずか640kBしかありませんでした。多くのアプリケーションのメモリ要件はすぐにこの数値を超えました。この制限を克服する方法の一つが、バンク切り替えRAMの使用でした。複数のRAMバンクが提供されますが、メモリ位置に永続的に割り当てられるわけではありません。特定の実装では、コンピュータに専用のボードが追加され、メモリ空間へのバンクの割り当てを制御します。制御ボードには独自のメモリチップが搭載されています。コンピュータはこのチップにデータを書き込むことができますが、チップを読み取ることができるのは制御ボード自体のみです^{[注1 ]}。そのため、「書き込み専用」メモリと呼ばれています^{[ 7 ]： 200-202}

もう1つの例は、グラフィックス処理ユニット（GPU）によって実行される機能に関するものです。たとえば、GPUがグラフィックスメモリの内容に対してシェーダー処理を実行している場合、GPUがシェーダー処理の入力を読み取り専用領域から取得し、シェーダー出力を別の書き込み専用領域に書き込む方が、各反復後に読み取りバッファと書き込みバッファ間でデータをコピーする必要がなく、より高速かつ効率的になります。^{[ 8 ]}

現代においてもなお関連性のある例として、 16550 UARTが挙げられる。その派生版は現在でも広く使用されている。8250 UARTの8つの構成レジスタとの互換性を損なうことなくデータFIFOを追加するために、書き込み専用の「FIFO制御レジスタ」には、読み取り専用の「割り込み識別レジスタ」と同じポートアドレスが割り当てられている。このアドレスへの書き込みによってFIFO制御レジスタがプログラムされるが、読み戻す方法はない。

この用語は、電子書籍リーダーで使用される電子インクスクリーンなどの特定のディスプレイデバイスのコンピュータビューを説明するためにも使用されます。^{[ 9 ]}

古いハードウェアによく見られる書き込み専用レジスタは、機能性と必要な論理ゲートの数のトレードオフにおける無関心最適化の結果であることが多い。^{[ 10 ]}

GPU のフレーム バッファをロックして書き込み専用メモリとして機能させることは、暗号化されたデータを保護する上で有効です。暗号化されたデータが宛先に到着すると、ユーザーに表示する前に復号化する必要があります。CPU や周辺機器がアクセスできるメモリ内に暗号化されていないデータが存在することは、潜在的なセキュリティ上の弱点となります。この弱点は、GPU 内で復号化を実行し、暗号化されていないデータをディスプレイ メモリに直接書き込むことで軽減できます。フレーム バッファがロックされている間は、他の何ものデータを読み取ることができず、ロックが解除されると別のものが表示されます。^{[ 11 ]}チップを搭載した最新のスマート カードはすべて、WOM 技術に依存していると言えます。これは、カード リーダーで直接読み取ることができない特定の暗号化キーが工場でプログラムされているためです。代わりに、キーは、パスワードを検証したり、特定のコンテンツを復号化するアルゴリズムによって間接的に使用されます。 任天堂は、ハードディスクの一部をゲーム コードの一時的な書き込み専用ストレージとして使用し、そのパーティションが認証デジタル署名で検証されるまで書き込み専用に保持する特許を取得していました。^{[ 12 ]}

計算可能性理論では、計算モデルにWOMを追加することで、計算能力を向上させることができる。^{[ 13 ]}

• 書き込み専用メモリ（ジョーク）– コンピュータメモリの架空の種類（ユーモラスな表現） 
• ヌルデバイス、または/dev/null別の「書き込み専用」概念
• フォノトグラフは1857年に特許を取得し、音声を録音する最初期の装置であったが、再生することはできなかった。

• ヤコブソン、マルクス；マイヤーズ、スティーブン（2006年12月5日）。フィッシングと対策：増大する電子的な個人情報盗難問題の理解。ジョン・ワイリー・アンド・サンズ。ISBN 978-0-470-08609-42013年5月20日に取得。