マザーボードの拡張スロットとは?

マザーボードはコンピューターのバックボーンであり、すべてを接続します。多くのコンポーネントが含まれていますが、それらは標準であり、基本的にすべてのコンピューターに搭載されています。より具体的なコンポーネント、特に高コストまたは高熱出力を持つコンポーネントは、通常、マザーボードに直接含まれていません。代わりに、これらのコンポーネント用に一連のソケットが提供されます。

この設計には、実際にはいくつかの利点があります。主な利点は、エンドユーザーの選択です。マザーボードに RAM、CPU、および GPU がすべて直接マザーボードに焼き付けられているとします。その場合、各メーカーのマザーボードが多数存在する必要があります。

これらのコンポーネントを別々にするということは、ユーザーが必要な、または余裕のあるコンポーネントの組み合わせを選択して混合できることを意味します。また、パーツを簡単に交換できるため、将来のアップグレードも可能です。さまざまな部品を追加できる汎用マザーボードは、マザーボードの複雑さを軽減するのにも役立ち、コストを低く抑え、在庫を高く保ちます。

コネクタを提供することのもう 1 つの利点は、きれいな空気の中に突き出たドーターボードを使用できることです。これにより、RAM や GPU などの一部のコンポーネントを低温に保つことができます。クーラーはマザーボードから直接突き出すことができますが、空気の流れが十分ではなく、冷却効率が低下し、電力使用量が増加するにつれて、最新のコンポーネントでますます問題になります.

技術的には、マザーボードのソケットの一部は拡張スロットとは見なされません。これらは通常、CPU ソケット、RAM ソケット、M.2 スロットなど、単一の目的に使用されます。ただし、汎用スロットは通常、拡張スロットと呼ばれます。

拡張スロット – 過去

歴史的に、広範な物理拡張スロットと、それらが通信に使用する伝送バスがありました。ただし、最新のコンピューターでは、単一のコネクタとバスである PCIe が勝ち、基本的に独占的に使用されています。

AGP または Accelerated Graphics Port は、90 年代後半から 00 年代前半のグラフィックカード用の拡張スロットでした。システム RAM への直接接続を提供し、VRAM ではなくそこにテクスチャを保存できました。現在は廃止されており、最新のマザーボードには存在しません。VESA コネクタは、ビデオカード用のもう 1 つの拡張ポートです。ただし、これは Intel 486 CPU に大きく結び付けられており、Pentium プロセッサがリリースされたときに取って代わられました。

AMR は、オーディオおよび/またはモデムカード用の拡張スロットです。オーディオモデムライザーは、1 つまたは両方の機能をサポートするように 1998 年に設計されました。しかし、あまり採用されることはありませんでした。2000 年に、AMR 標準は通信およびネットワークライザー (CNR) に改訂されました。オーディオ、モデム、USB、および LAN 接続を提供しました。Advanced Communications Riser (ACR) は、AMR との下位互換性を維持する競合規格でした。現在、すべての機能がマザーボードに統合されているため、これらのテクノロジーはいずれも使用されていません。

ISA (Industry Standard Architecture) は、1984 年に IBM PC の最初の拡張スロットでした。ただし、名前は実際にはレトロニムです。1987 年、IBM は独自のマイクロチャネルアーキテクチャ (MCA) に置き換えようとしました。他のコンピュータメーカーは、Extended Industry Standard Architecture の標準化を試みることで対抗しました。しかし、どちらもうまくいきませんでした。どちらも最終的に PCI に取って代わられましたが、ISA は長い間 PCI と共存し、最終的にレガシーデバイスを除くすべてのデバイスから削除されました。

拡張スロット – 現在

PCI または Peripheral Component Interconnect は、1992 年に定義された拡張スロットです。当時は汎用で比較的高速でした。また、プラグアンドプレイもサポートしているため、接続されたデバイスが機能するためにユーザーが設定やスイッチを調整する必要さえありませんでした。サーバー市場では、PCI-X (X は「eXtended」の略) が 1998 年に標準化され、より高速な接続が提供されました。ただし、これは消費者市場ではあまり使用されませんでした。

PCI と PCI-X は、PCI Express としても知られる PCIe のリリースにより、2002 年に置き換えられました。PCIe は、必要な全体的な帯域幅に応じて構成可能な数のレーンを備えた高速完全二重伝送を提供しました。PCIe はすぐに主要な拡張スロットになりました。最終的には、他のすべての拡張スロット標準をマザーボードから押し出しました。それらが提供するコンポーネントがマザーボードに統合されたか、製品が PCIe バージョンの提供を開始したためです。

現在、基本的にすべてのマザーボードは PCIe 拡張スロットのみを使用しています。ただし、レガシーハードウェアに大きく依存している市場を対象とした一部のデバイスは、古い拡張スロットをサポートするマザーボードをリリースしています。

PCIe にはいくつかのリビジョンがあり、PCIe Gen 5 が市場に出始めたばかりです。各 PCIe 世代は前世代の 2 倍の帯域幅を備えているため、PCIe バスは大量のデータを非常に高速に転送できます。これにより、多くの帯域幅を必要とする最新のグラフィックスカードを接続するのに最適です。PCIe バスと、場合によっては PCIe 拡張スロットも高速 SSD に使用されます。最新の標準 ATX マザーボードには、4 つの 16x PCIe スロットがあります。ただし、小さいものもいくつかある場合があります。すべての物理 16x PCIe スロットが 166 の論理 PCIe レーンに接続されているわけではありません。

結論

拡張スロットは、拡張カードと呼ばれるドーターボードを追加できるマザーボード上のコネクタです。これらの拡張カードは通常、特定の機能用のハードウェアを提供しますが、多機能のものもあります。拡張スロット自体は、通常、さまざまなカードとそれらのカードの機能を可能にします。最新のマザーボードでは、拡張スロットは専ら PCIe スロットであり、PCIe バスを利用します。

他の拡張スロットとバスは置き換えられ、現在はレガシーであるか、完全にサポートされていません。最新のコンピューターの拡張スロットの主な用途は、ディスクリートグラフィックスカードです。ただし、一部のコンピュータには、ネットワークカード、RAID カード、PCIe SSD、キャプチャカード、サウンドカード、またはその他のより特殊であまり一般的でないハードウェアが搭載されている場合があります。