CMOSとは
CMOSは、半導体集積回路の一種である相補型金属酸化膜半導体（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）の略称のことであり、特にパーソナルコンピュータ（PC）において、システム時刻やブート設定などの基本的な情報を保持するために利用される、低消費電力の揮発性メモリチップのことです。
CMOSの概要と役割
CMOSという用語は、一般的に二つの意味で使われます。一つは半導体デバイスの構造を指す技術的な用語であり、もう一つは、PCのマザーボードに搭載されている「CMOSメモリ（またはCMOS RAM）」を指します。IT用語として言及される場合、後者のPCの不揮発性メモリの役割を指すことがほとんどです。
CMOSメモリは、システムが電源をオフにした後でも設定情報（ファームウェア設定）を保持し続けるために使用されます。ただし、厳密にはCMOSメモリ自体は揮発性（電源が供給されないとデータを失う）であるため、マザーボード上のCMOSバッテリー（ボタン電池）によって、ごくわずかな電力を常に供給され続けることで、データを維持しています。
主な目的は、システム時刻（リアルタイムクロック、RTC）や、BIOS/UEFIの設定値など、コンピュータの起動と基本的な動作に不可欠な情報を電源が切れても保持し、常に正しい設定で起動できるようにすることです。
CMOSメモリに格納される情報
CMOSメモリは容量が非常に小さい（通常は数百バイト程度）ですが、システムにとって非常に重要な設定情報が格納されています。
- リアルタイムクロック（RTC）: 現在の日付と時刻。OSが起動していない間も、正確な時刻を維持します。
- 起動順序（ブートオーダー）: OSをロードするために最初にアクセスすべきデバイスの順序（例：ハードディスク、SSD、USB、光学ドライブなど）。
- ハードウェア設定: 搭載されているCPU、メモリ容量、ストレージデバイス（HDD/SSD）、内蔵コントローラの有効/無効設定など。
- パスワード: BIOS/UEFIレベルの起動パスワードやセットアップパスワード。
これらの設定情報は、システム起動時にBIOSまたはUEFIによって読み込まれ、ハードウェアの初期設定に使用されます。ユーザーは、PCの起動時に特定のキー（例：Delete、F2など）を押すことで、BIOS/UEFIセットアップ画面に入り、CMOSの設定値を変更することができます。
CMOSの技術的側面（半導体技術）
CMOSは、半導体技術としては、集積回路の製造プロセスにおいて、P型MOSFET（p-channel Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）とN型MOSFET（n-channel Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）を組み合わせて使用する設計手法を指します。
1. 低消費電力の特性
CMOS回路の最大の特徴は、消費電力が極めて低いことです。
- CMOS回路では、トランジスタが「オン」または「オフ」の安定状態にあるとき、2つのトランジスタが相補的に動作するため、一方のトランジスタは完全にオフになり、回路を貫通する直流電流（スタティック電流）がほとんど流れません。
- 電流が流れるのは、回路の状態が変化する瞬間（スイッチング時）のみです。
これにより、CMOSで構成されたメモリチップは、非常に小さなCMOSバッテリーの電力だけで長期間にわたってデータを保持することが可能となっています。現代のCPUやGPU、ほとんどのロジックICも、この低消費電力特性を持つCMOS技術に基づいて製造されています。
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