パソコンのインターフェース解説/拡張スロットとは

デスクトップパソコンには、拡張カードを搭載する拡張スロットがあります。拡張カードを追加することでグラフィック性能を向上させたり、もともと装備していなかった端子を追加したり、地デジチューナーを内蔵したりと様々な事ができます。

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パソコンに機能を追加!拡張スロット


デスクトップパソコンには、機能を追加するための拡張スロットがあります。背面からパネル面を見ることで、スロット数を確認することができます。その拡張スロットに拡張カード(インターフェースカード)を挿し込むことで、グラフィック性能を向上させたり、もともと装備していなかった端子を追加したり、地デジチューナーを内蔵したりと様々な事ができます。拡張性の高いパソコンほど装備しているスロット数が多いですが、その分筐体も大きくなります。

拡張スロットは、PCI Express ×16が1つ、PCI Express ×1が2つ、PCI が1つ。
拡張スロットの様子。拡張スロットから電源供給されるので、拡張カードはそこから電力を使うことができます。ただし、ハイエンドのグラフィックカードでは電力不足に陥るため、補助電源が必要になります。

拡張スロット
拡張スロットは、PCI Express(PCIe)という規格が主流となっています。それぞれレーン数というものがあり、最小で×1、そのほか、x2、x4、x8、x16があり、レーン数が大きいほど高速転送が可能です。グラフィックカードではPCI Express x16が使われます。グラフィックカード以外ではPCI Express x1が多く使われます。PCI Express以前からあるPCI はPCI Express×1に立場を取られつつあります。古い拡張カードではPCI カードが多いので、注意が必要です。2011年以降~PCIは姿を消していきそうです。

PCIおよび、PCI Expressの転送速度

PCI(32bit/33MHz) 133MB/s
PCI(64bit/66MHz) 533MB/s
PCI Express X1(ver 1.1) 250MB/s
PCI Express X1(ver 2.0) 500MB/s
PCI Express X16(ver 1.1) 4,000MB/s
PCI Express X16(ver 2.0) 8,000MB/s

PCI Express 2.0では1.1から転送速度が倍になっています。スロット形状は同じなので互換性があり、拡張カードもそのまま使えます。x2、x4、x8の転送速度はX1の速度をそのまま倍数で計算すれば分かります。

、PCI Express Mini Cardスロット
PCI Expressの小型スロットには、PCI Express Mini Cardスロット。

PCI Express X16(写真上)とPCI Express X1
PCI Express X16(写真上)とPCI Express X1(写真下)。切りかきの位置が一致するので数字の大きいスロットであれば、どこにでも装着できます。

PCI Express X16とPCI Express X1スロット
PCI Express X16とPCI Express X1スロット。

、拡張スロットがかなり制約されます
PCIスロット。一般のパソコンではPCI(32bit/33MHz)で、転送速度は133MB/s。
PCI Express X1と比べると低速。

PCI Express X16(写真上)とPCI(写真下)
PCI Express X16(写真上)とPCI(写真下)。切り欠き位置は異なります。互換性もありませんし、スロットを間違えることもありません。

PCI Express×16にグラフィックカードを搭載

RADEON HD 4650の搭載完了。
PCI Express×16にローエンド・グラフィックカードを搭載している様子。ローエンドなら拡張スロットの電源供給だけで動作できます。

拡張カードをまとめてロック
PCI Express×16にハイエンド・グラフィックカードを搭載している様子。2スロットを占拠する上、補助電源が必要。

Studio XPS 8100はミニタワー型
電源ユニットのPCI Express コネクタを接続し、電源補助します。


ハイエンド・グラフィックカードでは2スロットを占拠。挿してあるのはPCI Express×16の1スロットのみですが、冷却ファンなどの厚みがあり、スペースを取ってしまいます。

拡張スロットは、PCIe x16 を2つ、 PCIe x1 を2つ装備
最上位のパソコンでは、「PCI Express×16」を2スロット持ちます。グラフィックカードを2枚同時搭載するデュアルグラフィックが可能ですが、ハイエンドグラフィックカードなら4スロットも占拠します。

PCI Express×1に拡張カード

USB 3.0では1.8倍の900mAまで
PCI Express×1仕様のUSB3.0拡張カード。

3段目の拡張スロットにUSB3.0端子
PCI Express×1スロットにUSB3.0拡張カードを搭載することで、USB3.0端子が追加されました。

ノートには、Express Cardスロット

Express Card スロットの真下
ノートパソコンではデスクトップのような拡張カードを搭載することができません。一部のノートパソコンにはExpress Cardスロットが装備されています。Express CardスロットにExpress Cardを差し込むことで、機能拡張することができます。

Express Cardの種類


Express Cardには2種類の形状があります。
サイズ幅54ミリでL字型のExpress Card/54。34ミリのExpress Card/34
Express Card/54では、54ミリと34ミリのカードが使えますが、Express Card/34スロットでは、34ミリのみとなります。

XPS M1330
▲Express Card/54スロット


▲Express Card/34スロット

インターフェース・カード
例えば、「購入したにはIEEE1394が付いていなかった。」「USB端子がもっとほしい。」となったら、この写真ようなExpress Card規格のインターフェース・カードを購入すれば、増設できるのです。インターフェース・カード以外にも、ワンセグチューナーやワイヤレス通信など種類は様々で、機能を拡張することができます。

Express Cardは、PCカードと互換性がない

CardBus

カード型インターフェース バス規格 bit数
PCカード
※古くはPCMCIAカードと呼ばれた
※PCカードスロットにCardBusは使えない
ISAがベース 16 bit
CardBus
※PCカードとの互換性を持つ
PCIがベース 32 bit

Express Card以前に使われていた規格は、PCカードおよびCardBusです。
ISAがベース(16bit)の PC カード。その後継で登場したのがPCIがベース(32bit)のCardBusです。

CardBusではPCカードと互換性を持っていたため、市場ではPCカードの総称で通っている場合がありますが、厳密にはバス規格が違うため別物です。※CardBusであれば、意識せずともPCカードが使えたので、そのままPCカードと呼んできたのでしょう。

USB 2.0とPCI Express規格をベースに作られているExpress Cardとは、互換性がありません。カード購入の際は注意しましょう。

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出典-日経コンピュータ 2019年8月22日号 顧客満足度調査より

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