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拡張スロットについて ~ ゲーミングPCとPCI Express

拡張スロットについて ~ ゲーミングPCとPCI Express

マザーボードには拡張スロットが備えられていますが、グラフィックボードを装着する、ゲーミングPCにとっては非常に重要な部分ですので、ちょっと詳しくご説明しましょう。物理的な姿は拡張スロットですが、データの通り道としては「拡張バス」とも呼ばれます。バス(Bus)はデータの通信路のことですが、拡張バスは、グラフィックボードなどの拡張カードとのデータの通り道を意味します。拡張スロット、拡張バスの歴史的な経緯を含めてご説明して行きましょう。

ISAスロット

ISA(アイサ:Industry Standard Architecture)は、1984年に発売されたIBM PC/AT互換機に採用されたもので、現在の拡張バスの元祖的な存在です。前規格のXTバスが8ビット対応バスだったのに対して、16ビット対応を果たしました。1990年代中旬までは主要な拡張バスでしたが、後述のPCIの普及とともに急速に衰退していきました。それでも2000年代初頭までは「念のため」的にマザーボードに残されることも見られていたのですが、インテルがCore 2系のために開発した、Intel 900チップセットにおいて、ISAスロットの対応を停止、規格としての寿命を終えています。

過渡期の拡張仕様

拡張スロットの過渡期には、EISA(イーアイサ:Extended Industry Standard Architecture)やVL(ブイエル:VESA Local)といった規格が策定されました。EISAは1988年策定の規格で、基本的にISAバスを32ビットに拡張したものです。VLは、グラフィックボード用のローカルバス規格として1992年に策定されたものです。いずれも、つなぎ的な性格が強く、主要規格と言えるほどには発展しませんでした。

AGPスロット

AGP(エージーピー:Accelerated Graphics Port)は、1996年にインテルが策定した、グラフィックボード用の拡張ポート規格です。AGPも過渡期の規格と言えますが、グラフィックボードの3Dグラフィック描画能力が急激に高まった時期と重なっており、後述するPCI Expressの策定まで、幅広く用いられた規格です。2010年頃までは対応製品が供給されていました。

PCIスロット

PCI(ピーシーアイ:Peripheral Component Interconnect)の原案である「Local Glueless Bus」がインテルから発表されたのは1991年ですが、実際に製品への本格的な搭載が始まったのは、1993年のPCI 2.0からとなります。64ビット対応も行われ、策定当初からアーキテクチャに依存しない汎用高速バスとして設計されていたこともあり、Windows 3.1からWindows 95にかけてのパソコンの爆発的な普及期と重なったことも影響し、1990年代を通じて大きな飛躍を遂げました。規格の成熟とともに、相性問題も解消されて行き、拡張スロットの代表的な存在となったのです。

仕様上はパラレルインターフェースとなり、バス幅32ビット・速度33MHz(133MB/s)から、バス幅64ビット・速度66MHz(533MB/s)まで進化を遂げました。PCIスロットを搭載したマザーボードに、PentiumシリーズのCPUを採用する姿は、自作パソコン全盛期に最も一般的なパソコンの姿だったのです。

PCI Express

PCI Express(ピーシーアイエクスプレス)は、2002年に策定された、PCIの後継規格です。高速化を見据えてシリアルインターフェース化が図られ、PCIの正当な後継規格として位置づけられている現行規格です。PCI Expressをちょっと分かりにくくしているのは、「レーン」の概念と、「世代」の概念が存在することです。まず「レーン」については、1レーン、2レーン、4レーン、8レーン、12レーン、16レーン、32レーンがあり、x1、x2、x4、x8、x12、x16、x32などと表しますが(64レーン、x64は最新のGen4で初めて登場しました)、伝送経路であるレーンを束ねることでポートのデータ転送速度を向上させることができる仕組みとなっています。

また、PCI Expressは、発展の経緯に対応して、世代(Generation:Genと略されます)が区切られています。2002年をGen1(Generation 1)として、2007年にGen2、2010年にGen3、そして現在Gen4が策定中となります。ちなみに、PCI Expressは、PCIeと表記されることもごく普通に行われています。また、規格上、x16の帯域全てを使用できる状況を「フルレーン」と呼びます。フルレーン構成を複数本利用可能とするマザーボードは、ブリッジチップなどを搭載していることが多く見られます。

ゲーミングPCとPCI Express

ゲーミングPCに採用される最新グラフィックボードの多くは、最新のPCI Express 3.0 x16に対応した製品です。例えば、NVIDIAのGeForceシリーズ現行のGTX900番台の製品は、基本的に全てPCI Express 3.0 x16対応です。これがGTX700番台の製品になると、下位グレードではPCI Express 2.0準拠製品であったりします。グラフィックボードの性能を最大限に発揮させるマザーボードの選定は、スペックの読み方としてもちょっと難しい所があり、ゲーミングPCを購入するなら、各ショップが組み上げたBTOパソコンをおすすめする理由の一つにもなっています。

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