スポンサーリンク

PC の インターフェイスと拡張カード

スポンサーリンク

PCで使用されている主なインターフェイスと拡張カード

インターフェイス には ハードウェア インターフェイス ・ ソフトウェア インターフェイスユーザーインターフェイス  があり 一般的に PC の自作時 に インターフェイス と言う場合は ハードウェアインターフェイス を指すことが多い。

ハードウェア インターフェイス の種類

インターフェイスは 境界・接触面 という意味があり ハードウェア インターフェイス は パソコン と 周辺機器 を 接続する コネクタの形状 を表す。

パソコンの 背面 や 前面 に配置されている インターフェイスは 主 に 入出力 を行う ポートなので Input / Output Port を略して I/Oポート ( アイ・オー・ポート ) と呼ばれる。

グラフィック インターフェイス

グラフィック インターフェイス は モニタ と PC 本体 を接続するコネクタ。

アナログの CRT モニタ全盛時 は ミニ D-Sub ( VGA ) が主流だったが、モニタのデジタル化が進み DVI コネクタが普及し、現在は DVI をベースにした HDMIDisplayPort が 標準 になっている。

DVI ( Digital Visual Interface )

DVI は デジタルディスプレイ への 伝送を非圧縮で行うため 理論的に劣化がなく、デジタル・アナログ兼用の DVI – I 、デジタル専用の DVI – D 、アナログ専用の DVI – A  があり コネクタの形状が異なっている。

interface-and-expansion-card-036

現行 グラフィックインターフェイス の 標準。
HDMI ( High-Definition Multimedia Interface )

HDMIは DVI を基にした デジタル家電向けのインターフェイスで、映像 と 音声を一体化したシングルケーブルで 伝送される。

interface-and-expansion-card-033

HDMI は バージョン 2.0 から Intel が開発した 著作権保護技術 HDCP をサポートしており UHD Blu-ray を PC で 通常再生する場合は HDMI 2.0 が必須。
DisplayPort

DisplayPort は DVI の後継として設計された デジタルディスプレイ用のコネクタ。

interface-and-expansion-card-032

コネクタの形状が HDMI に似ているので 注意が必要。
VGA

VGA は CRT モニタ 全盛時の アナログ RBG 用のコネクタ で、コネクタの形状から ミニ D-sub 15ピン とも呼ばれ D-sub と表記されていることも多い。

interface-and-expansion-card-034

現在は レガシーインターフェイス になっている。

2010年 に Intel と AMD が 2015年 までに VGA のサポートを終了することを発表。
インテルやAMDら、VGA規格のサポートを2015年までに終了へ

シリアルバス

シリアルバス は コンピュータの回路間のデータ伝送方法の一種で、パソコン本体 と 周辺機器の接続 や マザーボード と 各デバイス の 接続 などに使用される。

USB ( Universal Serial Bus )

USB は 汎用シリアルバス規格で 現在は 周辺機器 と PC を接続する インターフェイスとして 定着している。

interface-and-expansion-card-031

USB はコネクタの形状に Type A / BType Cミニ USB A / Bマイクロ USB A / B があり、コネクタの組み合わせが可能なので ケーブルは オス A – ミニ B のように表記される。

 USB のデータ転送速度
・USB 1.0 / 1.1 : 最大 12 Mbps ( メガバイト換算で 1.5 MB/s )

・USB 2.0 : 最大 480 Mbps ( メガバイト換算で 60 MB/s )
・USB 3.0 Gen 1 : 最大 5 Gbps ( メガバイト換算で 625 MB/s )
・USB 3.2 Gen 2 : 最大 10 Gbps ( メガバイト換算で 1.25 GB/s )
・USB 4 : 最大 40 Gbps ( メガバイト換算で 5 GB/s )
USB は 上位互換で 速度の異なる機器を接続しても動作するが、転送速度は下位規格に制限される。
IEEE 1394

IEEE 1394  ( アイ トリプル イー 1394 ) は アップル社 が 開発した FireWire をベースにした 高速シリアルバス規格で デジタルビデオカメラ や 外付けドライブ などに 搭載されている。

interface-and-expansion-card-037

USBと比較して ライセンス料が高いために普及が遅れ、USB の高速化もあって P C周辺機器のインターフェイスより デジタル家電のインターフェイスとして見かけることが多い。
PCI Express

PCI Express は 拡張スロットの標準インターフェイスだった PCI の後継規格で PCIe とも表記される 拡張カードを増設するための バス ( データ伝送経路 )。

interface-and-expansion-card-038

一般的に搭載されている PCIe は 1レーン ( x1 ) と 16レーン ( x16 ) で、x16 は 高速転送を必要とするグラフィックカード用のスロットとして使用される。

Serial ATA ( Serial Advanced Technology Attachment )

Serial ATA ( SATA ) は パソコンの高速化に伴い パラレルバス の IDE や ATAPI に代わって ハードディスクドライブ / 光学ドライブ のインターフェイスとして主流になっているコネクタ。

interface-and-expansion-card-039

SATA のデータ転送速度
・SATA 1.0 : 最大  150 MB/s
・SATA 2.0 : 最大  300 MB/s
・SATA 3.0 : 最大  600 MB/s
eSATA (external Serial Advanced Technology Attachment )

eSATA(イーサタ)は SATA の 外付けドライブ接続用 インターフェイスで、転送速度は USB 2.0 や IEEE1394 よりも早く 最大 600 MB/s 。

interface-and-expansion-card-040

SATA の 拡張規格だが eSATA と SATA では コネクタの形状 も ケーブル も異なる。
RS-232 ( Recommended Standard 232 )

RS-232 は シリアルポート とも呼ばれ 通信モデムなどのインターフェイスとして普及していたが、現在では 実装している PC がほとんどない レガシーインターフェイス。

interface-and-expansion-card-041

VGA に似ているが ピンの数 と コネクタの形状 が異なる。

パラレルバス

パラレルバス は コンピュータの回路間 データ 伝送方法の一種で、シリアルバス が データを 逐次伝送するのに対し パラレルバス はパケット方式でデータをまとめて伝送する。

IDE / EIDE / ATAPI

IDE ( Integrated Drive Electronics ) は 1989 年に HDD メーカーの共通仕様 ATA (AT Attachment interface) として策定された ハードディスクドライブ の インターフェイス で 、IDE を拡張した規格が Enhanced IDE(EIDE)。

ATAPI ( ATA Packet Interface ) は CD-ROM ドライブ など ハードディスクドライブ以外 の ドライブ接続が可能になった IDE。

interface-and-expansion-card-042

IDE / EIDE / ATAPI は シリアルATA に置き換わっているレガシーインターフェース。

PCI ( Peripheral Component Interconnect )

PCI は ペリフェラル ( 周辺機器 ) と プロセッサ を結ぶ バス ( データ伝送経路 )。

interface-and-expansion-card-043

高速化が図られた後継の PCIe が登場してからも  拡張カード増設用バス として 実装している マザーボードはある。

SCSI ( Small Computer System Interface )

SCSI(スカジー)は アップルの Macintosh に標準搭載されていた 高速インターフェイス で USB や IEEE 1394 が 登場してからは サーバ など一部を除いて 他のインターフェイスに置き換わっている。

interface-and-expansion-card-044

イーサネット

イーサネット は LAN で使用されている コンピュータネットワークの 物理的な技術規格で、ブロードバンド ( 高速インターネット接続 ) の普及後 LAN ポート は 標準仕様 としてマザーボードに実装されるようになった。

LAN ( Local Area Network )

LAN は 物理的な規格の Ethernet ( イーサネット ) と 通信プロトコル ( 通信規約 ) である TCP/IP を組み合わせた イントラネット で 、LAN と Ethernet は ほぼ同義として扱われることが多い。

interface-and-expansion-card-046

LAN ケーブルの 伝送帯域 と 通信速度
カテゴリー 5 ( Cat 5 ) : 伝送帯域 100 Mhz / 通信速度 100 Mbps

エンハンスト カテゴリー5 ( Cat 5e ) : 伝送帯域 100 Mhz / 通信速度 1 Gbps
カテゴリー6 ( Cat 6 ) : 伝送帯域 250 Mhz / 通信速度 1Gbps
オーグメント カテゴリー6 ( Cat 6A ) : 伝送帯域 500 Mhz / 通信速度 10 Gbps
エンハンスト カテゴリー6 ( Cat 6e ) : 伝送帯域 500 Mhz / 通信速度 10 Gbps
カテゴリー7 ( Cat 7 ) : 伝送帯域 600 Mhz / 通信速度 10Gbps
オーグメント カテゴリー7 ( Cat 7A ) : 伝送帯域 1000 Mhz / 通信速度 10 Gbps
カテゴリー8 ( Cat 7 ) : 伝送帯域 2000 Mhz / 通信速度 40Gbps

オーディオ

音響信号の入出力を行うオーディオ インターフェイスは PCI バス などに 拡張カードを追加していたが、パソコンでの 音楽 や 動画の 取扱が一般化したことで 現在は 標準機能として マザーボードが実装している。

オーディオポート

マザーボードに搭載されている オーディオポートは 一般的には ライン入力 ( 青 ) , ライン出力 ( 緑 )  , マイク入力 ( 赤 )の 3 ポートが基本で、リア スピーカー ( 黒 ) , サブウーファ ( オレンジ ) 出力のポートを備え 5.1ch をサポートしたもの や  サイドスピーカー ( 白 ) のある 7.1ch をサポートしているものが増えている。

interface-and-expansion-card-048

外部スピーカーが 2ch の場合は ライン出力 ( 緑 ) を使用。

オーディオケーブルは ステレオミニプラグ で接続するが スピーカーが RCA ピンプラグ の場合は ステレオミニプラグ – RCA ピンプラグ のケーブルが必要になる。
S/PDIF ( Sony Pfilips Digital InterFace )

S/PDIF は ソニーとフィリップスが共同で策定した 音声信号をデジタル転送する規格で、端子の種類によって 光デジタル音声端子同軸デジタル音声端子 があり、PC では 光デジタル音声端子 ( オプティカル ) が使用されることが多く スペック表には DigitalOptical と表記されている。

interface-and-expansion-card-049

ソケットは 角型のほかに ステレオミニプラグ と同じ形状の丸形もあるが アナログ信号との互換性はない。
PS/2

PS/2(ピー・エス・ツー)は マウス/キーボードのコネクタとして主流だった I/O ポート。

interface-and-expansion-card-050

BIOS で USB 接続の キーボード が使用できなかった頃は 自作の際に必須 だったが 現在は BIOS / UEFI で USB 接続の キーボード / マウス が使用できるため レガシーインターフェイスにになりつつある。

拡張カード

拡張カード は パソコン本体 に 実装されていない機能の増設 や 機能を強化する際に使用するもので、マザーボードの PCIe スロットPCIスロット に装着して使用する。

増設時には スロット に空きが必要で 拡張スロットの種類 や 数 は マザーボードによって異なる。
グラフィックカード

描画能力を高めるために必須の拡張カードだが、現在は 画像処理を行うプロセッサ  GPU で グラフィックス以外のタスクを並列処理できる GPGPU が開発され、ビデオ や 画像編集 ・3D ゲームなど高負荷な処理が必要なアプリケーションで活用されるようになった。

interface-and-expansion-card-053

現在は グラフィック機能を実装している CPU が多く マザーボードも CPU のグラフィック機能を利用できるよう グラフィック インターフェイス がある。

PCIe が 普及する前は AGP バス が主流だったが 現在 グラフィックカード のインターフェイスはほとんどが PCI – Express x 16 で  PCI – E x 1 のグラボも存在するが選択肢は少ない。
Motherboard-icon

グラフィックカードの増設

デスクトップPCに グラフィックカード を増設してパワーアップ DVDFab.ch から Google のディープラーニングソフト「 TensorFlow 」を採用したアップスケーリングモジュールがリリースされるなど、人 […]

サウンドカード

マザーボードが オーディオ機能 を 実装しているため 音質 に こだわらない限り 必要がなくなった拡張カード。

interface-and-expansion-card-052

以前は 安価なサウンドカードも販売されていたが マザーボードがサウンドを実装してからは 音質を追求した 比較的 高価な拡張カードが主流になっている。

LANカード

LAN ポートは ブロードバンドの普及とともに マザーボードに 標準で実装されているが、マザーボードの LAN ポート故障 や LANポート増設の際に使用する。

interface-and-expansion-card-057

RAIDカード

パソコンに RAID を実装する拡張カード。

interface-and-expansion-card-058

個人の場合は一般的に マザーボードがサポートしている RAID か Widnows の ダイナミックディスクで RAID を構成でするケースが多いのだが、RAIDカードを導入することで RAIDの信頼性を高め パソコン本体への負担を軽減することができる。

dvd-shrink0011

RAID の 基礎知識

安定性 や 処理速度を高めるディスク構成 レイド ( Redundant Arrays of Inexpensive Disks ) は 直訳すると「 安価なディスクの冗長配置 」で、システム障害に備えて 無駄な安物ディ […]

IEEE1394 インターフェイスカード

IEEE 1394 のインターフェイスを追加する拡張カード。

interface-and-expansion-card-054

PC では IEEE1394 もレガシーインターフェース になりつつあり 拡張カード の選択肢も限られている。

ビデオキャプチャカード

パソコン で テレビ を見る際に必須の拡張カードで テレビのアンテナ線を接続 して使用する。

interface-and-expansion-card-055

PC の エンターテイメント化 が一時的にブームになり Windows Vista から Windows Media Center が 標準実装されたことで 市販 PC でも ビデオキャプチャカード を搭載しているモデルが販売されていたが、Windows Media Center は Windows 8 で プリインストールから外され Widnows 10 で未サポートになり ブームの終焉とともに ビデオキャプチャカード は ほとんど姿を消してしまっている。

関連記事

Motherboard-icon

自作PCの組立に必要な工具

パソコンを自作する際に必要な工具と便利なサプライ製品を紹介 パソコンを自作する際に不可欠なのは「 プラスドライバー 」のみで、100 円ショップ で販売している物でも 問題ないのだが、工具の良し悪しで作業効率が大きく変わ […]

dvd-shrink0011

自作パソコンの基礎知識

パソコン を 自作する前に知っておきたい基礎知識 自作パソコンの醍醐味は 使用環境によって パソコン のスペックを自在に変更できるところで、性能 , ・省電力・静音性・見た目 など 市販の PC よりも 目的に特化した仕 […]

Motherboard-icon

自作パソコンの基本的な組立て方

デスクトップパソコンの組み立て方 と 注意点 自作パソコンは パーツの設置 と ケーブルの接続だけで 組み立てることができ、ノーマルな PC であれば 組み立てに専門知識 や 技術は必要なく、プラスドライバー 1 本 で […]

Motherboard-icon

メンテナンスの基本 – パソコン内部の掃除

パソコンの寿命に関わる 意外と重要なパソコンの物理的なメンテナンス パソコンは 発熱するパーツが多く パーツの冷却が正常に行われないと 異常発熱 や 異音、異臭 などが発生するだけでなく、場合によってはパーツが損傷して […]

Motherboard-icon

PC のトラブルシューティング

ハードウェアに起因するパソコンの不具合と対処法 パソコンを自作する際に発生する パソコンが起動しないなどの不具合は、パーツの相性 や 初期不良より 差し込みが甘いなどの初歩的ミスが原因の場合が多く、不具合発生時は 思い込 […]

スポンサーリンク
スポンサーリンク
自作パソコンの基本
Easy Innovation Zone
タイトルとURLをコピーしました