拡張バスとは？役割や種類をわかりやすく解説
ITの初心者
拡張バスについて教えていただけますか？
IT･PC専門家
拡張バスとは、拡張スロットに接続された拡張カードを結びつけるインターフェースで、コンピュータ内部でのデータ通信に用いられる重要な部分です。
ITの初心者
拡張カードについて詳しく教えてもらえますか？
IT･PC専門家
拡張カードとは、コンピュータのマザーボードに取り付けて、追加の機能や性能を提供するための電子回路基板のことを指します。
拡張バスとは。
拡張バスは、コンピュータ内部でのデータを伝送する経路の一種であり、拡張スロットに装着された拡張カードを接続するための重要なインターフェースとして機能します。
拡張バスの概要と役割
拡張バスとは何か、その役割や種類について詳しく解説します。
拡張バスの概要と役割
拡張バスは、コンピュータ内部のさまざまなコンポーネントやデバイスをつなげるためのインターフェースとして機能します。このバスは、マザーボードに設置されたスロットに挿入され、グラフィックスカードやサウンドカードなどの追加コンポーネントを容易に増設するために利用されます。拡張バスの主な目的は、追加されたデバイスに対してデータを迅速かつ効率的にやり取りすることです。その結果、システム全体のパフォーマンスが向上し、ユーザーにはより多彩な機能とカスタマイズの選択肢が提供されます。
拡張バスの種類
拡張バスの種類
拡張バスには、その用途や接続可能なデバイスに応じてさまざまな種類が存在します。代表的なものには、ISA、PCI、PCI Express、AGP、AMRなどがあります。ISA（Industrial Standard Architecture）は古くからあるバスで、主にレガシーデバイスに使用されてきました。次に登場したPCI（Peripheral Component Interconnect）は、ISAの後継として、より高速なデータ転送を実現しました。さらに進化したPCI Expressは、PCIに取って代わり、さらに高い速度と帯域幅を提供しています。AGP（Accelerated Graphics Port）は、特にグラフィックスカード専用に設計された拡張バスであり、AMR（Audio Modem Riser）は、オーディオやモデムカード用のコンパクトな拡張バスとなっています。
PCIバスの仕組みと特徴
PCIバスは、パーソナルコンピュータ（PC）で非常に広く使われている拡張バス規格の一つです。これにはローカルバスとも呼ばれることがありますが、主にCPUと周辺機器を直接接続する役割を果たしています。その結果、高速かつ低遅延でのデータ転送が実現されています。
PCIバスは、32ビットまたは64ビットのデータバスを持ち、最大66MHzのクロック周波数で動作します。複数のデバイスを接続できるスロットが複数あり、各スロットは最大133MB/秒のデータ転送速度をサポートしています。
さらに、PCIバスはプラグアンドプレイ（PnP）機能を備えており、新しいデバイスがシステムに追加された際に自動的に設定されます。また、ホットプラグも対応しており、システムの電源を落とさずにデバイスの取り外しや取り付けが可能です。
PCI Expressバスの登場と進化
-PCI Expressバスの登場と進化-
パーソナルコンピュータにおける拡張バスの領域で、PCI Express（PCIe）バスの登場は非常に革新的なものでした。従来のPCI（Peripheral Component Interconnect）バスに取って代わり、より高速で効率的なデータ転送を可能にしました。PCIeは2004年に導入され、その後いくつかの世代を経て進化を続けています。
初期のPCIeバスは、PCIe 1.0から3.0までの規格があり、それぞれ2.5GT/sから8GT/sのリンク速度をサポートし、毎秒ギガバイト単位のデータ転送を実現していました。しかし、PCIe 4.0の登場により、転送速度は16GT/sに倍増し、データスループットがさらに向上しました。
PCIe 4.0は、高速ストレージデバイスやグラフィックスカードなどの周辺機器を支援するために設計されており、レーン数の増加により同時により多くのデータを転送できるようになりました。さらに、PCIe 5.0は32GT/sのリンク速度をサポートしており、PCIe 4.0の2倍の帯域幅を持つため、データ集約型のアプリケーションや人工知能の用途においてその性能が一層向上しています。
Thunderboltバスの高速性と汎用性
Thunderboltバスの高速性と汎用性
Thunderboltバスは、IntelとAppleによって共同で開発され、高速かつ汎用性の高い拡張バスとして知られています。Thunderbolt 1では最大10Gbps、Thunderbolt 2では最大20Gbps、最新のThunderbolt 3では最大40Gbpsのデータ転送速度を実現しています。この驚異的な速度により、大容量ファイルや高解像度のビデオコンテンツの転送も迅速に行えるようになっています。
さらに、Thunderboltバスの汎用性もその大きな特徴となっています。Thunderbolt 3はUSB 3.1、DisplayPort 1.2、PCI Express 3.0をサポートしており、さまざまな周辺機器やディスプレイを接続することが可能です。これにより、一本のケーブルで複数のデバイスを接続できるため、作業スペースの配線が整理され、すっきりとした印象を与えます。また、Thunderboltバスは電力供給機能も備えており、接続されたデバイスに電源を供給することもできます。