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パソコンのインターフェースについて

パソコンのインターフェースについて

パソコン用のパーツとか周辺機器は、接続先を間違えなければ、買ってきてすぐに接続して使用することが出来ますよね。これは、データのやり取りをする仕組み、信号線の数とか接続ポートの形状などが、規格として定められているために、スムーズに接続、使用が出来るのです。この、接続に関わる一連の仕組みをインターフェースと呼びます。代表的なインターフェースについて、説明して行きましょう。

シリアル接続とパラレル接続

データ転送の仕組みは、大別すると、シリアル接続とパラレル接続の2種類に分けることができます。1つの信号線で連続してデータを送る方法をシリアル接続、複数の信号線に分けて同時に送る方法をパラレル接続と呼びます。パソコンの歴史として、昔はパラレル接続が主流だったのですが、高速化が難しい欠点があり、徐々にシリアル接続に置き換えられていっているという流れがあります。

・シリアル接続の代表例:シリアルATA、PCI Express、USB、IEEE1394、PS/2
・パラレル接続の代表例:IDE、PCIバス

シリアルATA

シリアルATA(シリアルエーティエー)は、略してSATA(サタ)とも呼ばれます。主にハードディスクや光学ドライブを接続する際に用いられるインターフェースです。データ転送速度は、1.5Gbpsとなり、上位規格・後継規格として、シリアルATA2(転送速度 3Gbps)、シリアルATA3(転送速度 6Gbps)が策定されました。現在主流となっているのは、シリアルATA3規格です。

IDE

IDE(アイディイー)はパラレル接続の規格です。ハードディスク、光学ドライブの接続に主に用いられ、パソコンを利用する上では、シリアルATAの一世代前の規格、と考えて良いかたちです。IDEを拡張した、E-IDE(エンハンスト アイディイー)も広く用いられました。現在では、シリアルATAに取って換わられた旧規格ですが、中古パソコンなどでは目にすることもあると思いますので、覚えておいて損は無いでしょう。

USB

USB(ユーエスビー)は、英語表記 Universal Serial Bus の名前の通り、シリアル接続の汎用インターフェースです。1台のパソコンに最大127台までのUSB機器を接続することが可能です。汎用インターフェースですので、実にさまざまな周辺機器にUSBが採用されています。プリンタ、スキャナ、キーボードマウス、それだけでなく、ハードディスクも外付けボックス入りのものはUSB接続が一般的です。USBは非常に広範に用いられているインターフェースで、世代も細かく分かれて進化していっています。

・USB 1.0 使用策定1996年 最大データ転送速度速度 12Mbps
・USB 1.1 使用策定1998年 最大データ転送速度速度 12Mbps
・USB 2.0 使用策定2000年 最大データ転送速度速度 480Mbps
・USB 3.0 使用策定2008年 最大データ転送速度速度 5Gbps
・USB 3.1 使用策定2013年 最大データ転送速度速度 10Gbps

現在多くのパソコンに最も一般的なUSB規格はUSB 2.0です。USB 2.0は「Hi-Speed USB」とも呼ばれます。USB 3.0も新しく発売されるパソコンではかなり一般的になってきました。USB 3.0は「Super Speed USB」とも呼ばれます。 ゲーミングPCは、一般的には高機能パソコンに分類されますので、ほとんどの場合USB 3.0を装備しています。ポートの数は、ケースサイズによっても異なりますので、ここは気をつけましょう。現在最新の規格はUSB 3.1となり、ハイエンド分野から順次採用が進んできています。ただし、現在でもIntelの最新チップセットではまだ正式にサポートされておらず、USB 2.0のように広範に普及するまでにはもう少し時間がかかりそうです。

IEEE1394

IEEE1394(アイトリプルイーいちさんきゅうよん)も同じくシリアル接続のインターフェースで、データ転送速度は、100Mbpsから始まり、200Mbps、400Mbps、3200Mbpsまで拡張されています。同時接続機器数は64台で、一時期、USB接続と汎用インターフェースの主役の座を争っていましたが、ライセンス料がネックとなり、現在ではUSBに汎用インターフェースの主役の座を明け渡している状態です。デジタルビデオカメラの接続インターフェースとしては、一時期かなりの程度まで普及した実績もありますので、動画撮影に関心がある方は記憶にとどめておくと良いでしょう。

ホットプラグ/プラグアンドプレイ

ホットプラグのホットとは「電源を入れた状態で」という意味です。逆に、コールドは「電源を切った状態で」ということですね。ホットプラグとは、パソコンの電源を入れたままでも、プラグの抜き差しが可能であることを意味します。また、プラグアンドプレイとは、接続すると、機器が自動的に認識されて使用可能になる機能のことです。USB接続は、ホットプラグ、プラグアンドプレイを実現しており、いまではあたりまえの機能となっていますが、パソコンの使用環境の改善に大きく貢献した技術です。

PS/2ポートをめぐる議論

PS/2は、元をたどればIBM PC/ATの後継機として、1987年に発売されたIBM PS/2に採用された入出力ポートのコネクタ形状であり、いわゆるレガシーインターフェースに属するものです。古いインターフェース規格ですよ、ということですね。基本的にUSBで代替されていますので、現代のパソコンでは必ずしも装備されている必要は無いインターフェースです。それでも、ゲーミングPCとなるとちょっと話は変わってきます。各マザーボードメーカーから、ゲーミング専用マザーボードが発売されていますが、そこには必ずPS/2ポートが付属しています。なかには、PS/2ポートを「ゲーミングポート」などと独自の呼び方をしているメーカーもあるほどです。これは、PS/2ポートでキーボードを接続した場合に、規格の仕様上、押したキー全ての情報がパソコンに送られるためです。USB接続の場合は、同じく規格の仕様上、同時押しでパソコンに認識されるキーの数は6キーまで、という制限があります。ゲーミングキーボードにおける、キーの同時押し機能を一般的に「Nキーロールオーバー」と呼びますが、この「N」は数学における自然数全てを意味するものですので、何個キーを押しても認識されると理解してしまいがちですが、USB接続の場合は正確には状況が違ってくるということなのです。

この問題は若干背景が複雑ですので、詳しく知りたい方は下記のリンクを参照してみて下さい。

Nキーロールオーバー(Wikipedia)
PC Watch USB接続で全キー同時押し対応キーボード「Quick Fire Pro」
4Gamer Keyboard Checker

ゲーミングPCに必要なインターフェース

最後にゲーミングPCに必要なインターフェースを考えて見ましょう。周辺機器用のインターフェースは、一般的なパソコンと変わりはありません。大容量のデータ転送に置いては、USB 3.0の優位性は明らかですので、必ず装備しておきたいインターフェースです。また、ゲーミングデバイスにこだわりを持つなら、PS/2ポートも装備しておきたいところですね。ドスパラのガレリアシリーズなど、ショップブランドで提供される多くのゲーミングPCでこれらのインターフェースは装備されていますが、念のため、購入時にはチェックしてみると良いでしょう。

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