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バッテリーバックアップ(battery backup)とは、コンピュータなどの電子機器において、電池を使用することによってデータを記憶装置上に保存しておく技術である。英語表記の頭文字をとって「BB」「B.B」「B.B.」などと表記することもある。

◆ 概要

バッテリーバックアップに際して用いられるメモリはSRAMである。コンピュータ本体の電源を切断しても電池からSRAMに電気が供給され、データは電池切れにならない限りSRAM上に保存される。

データを保持できる期間は、ほぼバッテリーの自己放電特性によるが、それ以外にSRAMのスタンバイ時の消費電流や回路構成、周囲温度なども影響する。

◆ パソコンなどにおけるバッテリーバックアップ

パソコンなどのコンピュータにおいては、主電源がOFFの時のコンピュータのBIOS設定の保持や内蔵時計の動作に使用される。機器本体内でバックアップを行う場合は、電源としてボタン型電池などの一次電池やNiCd電池などの二次電池を用いる。ほかにもNiH水素電池や電気二重層コンデンサが用いられる。

二次電池の場合、機器に通電している際に充電されるため電池を交換する必要がなく、日常的に使用していればデータが消える可能性は低い。しかし長期間通電しない場合は、数ヶ月程度でバッテリーが放電してしまうため一次電池より保持期間は短い。

また10年程度以上経ったNiCd電池は液漏れなどにより充電できない状態になる場合がある。

機器によってはNVRAM(小型の電池を内蔵したSRAM)を搭載している。

◆ ゲームソフトのバッテリーバックアップ

◇ ROMカートリッジ式ゲーム機の場合

ROMカートリッジでゲームソフトが供給された家庭用ゲーム機では、ROMカートリッジの内部に電池を内蔵する形で実現され、主にゲームの途中のデータを保存する目的で使用された。この技術の導入により、長いパスワードをメモして再開時に入力する、といった手間を省くことができるようになった。ただし、プレイヤーの過失とは無関係にデータが消失する事態も発生した。

・ファミリーコンピュータはバッテリーバックアップを考慮していないプラットフォームだった。すなわちCPUとカートリッジのメモリ空間がCPUのバスを通じて直接接続されており、さらに一定容量以上のカートリッジは、カートリッジ内にメモリ空間を拡張するための制御回路(MMC, Multi Memory Controller)を搭載しバンク切り替えを行っている。このため単純に電源を切ると、電源を切断して回路の電圧・電流が低下した瞬間に、CPUやMMCが誤動作する可能性がある。カートリッジバス上のメモリ空間にSRAMが見えている(あるいはMMCが誤動作した瞬間に見えてしまう)最中にこのような状況が発生すると、SRAMのデータ化けを起こす確率が非常に高くなる。ファミリーコンピュータ用のカートリッジについて「リセットボタンを押したまま電源を切る」という操作を要求されるのは、リセットボタンを押している間はCPUの動作が完全に停止する為であるただし、すべてのソフトウェアが「リセットボタンを押したまま電源を切る」を要求したわけではない。スクウェアのバッテリーバックアップはこれを要求しなかった。。

・SRAM自体にはデータの自己修復能力がないため、何らかの保護手段(冗長性を持たせたデータを保存する、あるいは多少のデータ化けなら、適当な手順で誤り検出訂正できるようにアルゴリズムを配慮するなど)を講じない場合は、1bitでもデータが化けた時にチェックサムエラーだとソフトウェア側で判断されて、保存したデータ全体を破棄することになる。このため、少しのエラーで(当時の技術やプレイ時間からすれば)大きな容量が損失することになってしまう。

ROMカートリッジ式ゲームソフトの場合、バックアップ用の電源には一次電池のコイン形リチウム電池が使用されることが多い。このリチウム電池の寿命は数年程度であるが、ゲーム機の電源を入れている間はゲーム機本体から電力が供給されるため、電池寿命の長さはプレイ時間に比例する。電池が切れるとバッテリーバックアップは機能しなくなってしまうため、引き続きバッテリーバックアップを使用するには電池の交換が必要となる(ユーザー自身の手で行うことが推奨されず、原則メーカーに依頼する形となる)。ただし、交換のために電池を抜いた場合にもバッテリーバックアップは機能しなくなるため、保存されていたデータは電池交換時には消えてしまう。

1990年代後半頃から、セーブデータだけではなくカートリッジ内蔵の時計を動かす為に電池が用いられたソフトが現れた。その際、電池はセーブデータ保持と兼用である場合と、セーブデータとは別系統である場合がある。

◇ 光ディスク式ゲーム機の場合

CD-ROMなどの光ディスクでゲームソフトが供給された家庭用ゲーム機では、供給メディアの性質からメディアに直接データを書き込むことができないため、主にゲーム機本体に内蔵されているバックアップメモリ領域に対してデータの保存が行われた。これらの機種では、データ保持用の電源に電池ではなくコンデンサ(キャパシタ)が使用され、本体の動作中に充電が行われる仕組みとなっていた。物理的なトラブルでデータが破損することは少ないが、しばらく本体に通電させないままでいるとデータを保持できなくなってしまう。

基本的には全ソフトで本体のバックアップメモリ領域が共有され、その容量から溢れ出す場合は適宜不必要なデータを削除する必要があったが、一部の機種では外部のバックアップ用拡張機器も供給されていた(PCエンジンCD-ROM²における天の声BANK、セガサターンにおけるパワーメモリーなど)。

プレイステーションの登場で外部メモリーカードに保存する形が提示されて以降は、以上に挙げたようなバッテリーバックアップ機構を備えた光ディスク式ゲーム機は発売されていない。近年では動画や画像・音楽などの外部データやアプリケーションの保存領域としてハードディスクドライブ(例、PS3)やフラッシュメモリ(例、Wii)を、本体に搭載しているゲーム機が多くなっており、これをセーブデータの記憶媒体として利用する形が主流となっている。

◇ 歴史

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