マザーボード・外部ボード マイクロコンピュータ研究会 HN:STT

今日説明する事 マザーボード、外部ボードって何？ どんな構造になっているの？ カタログに書いてあることの意味

マザーボードって何？ 全てのパーツを取り付ける基盤 各パーツのデータのやりとりを制御している PCに載せられるパーツの性能や数はこれで決まる 主なメーカー：MSI, GIGABYTE, ASUS, BIOSTAR, etc… そうそう交換する物ではないのでハイスペックを求めるなら拡張性の高い物を買いましょう 理由 マザーボードの交換はいったん全パーツを取り外して再び新しいマザーボードに取り付けることになる。 あれ？これ要するに一から組んでるってことじゃね？

マザーボードの構造 次の画像をご覧下さい

9 6 5 1 3 4 2 7 8 1.CPUソケット 2.メモリスロット 3.ノースブリッジ 4.サウスブリッジ 5.PCI 6.PCI　Express 7.シリアルATA 8.電源ピン 9.I/Oポート 次から各部位について解説します。 GA-EG43M-S2H Copyright© GIGABYTE

CPUソケット ここにCPUを取り付ける いくつか形があり、その形に合うCPUしか付けられない 現在見かけるであろうソケット形状 LGA 775 Core 2シリーズ　Pentium D　最近のCeleron　等 LGA 1366 Core i7 Socket AM2 Athlon(64), Athlon(64) X2, Sempron 等 Socket AM2+ Phenom Socket AM3 Phenom Ⅱ

メモリスロット メモリはここに付ける 今現在主流の規格はDDR, DDR2, DDR3の3つ 当然規格によってスロットの形状が違う デュアルチャネル対応のマザーボードはスロットが色分けされていることが多い。 デュアルチャネル 　 2枚の「同じ種類の」メモリにデータを分割処理させることで高速アクセスを可能にする技術

ノースブリッジ･サウスブリッジ マザーボード内で処理を行う部分 詳しくはこの先のチップセットの項目で扱う ノース･サウスというのはCPUソケットを北側として、どちらが北にあるかというだけ

PCI・PCI Express いずれも外部ボード用のスロット PCIは1990年代から使われている規格 未だに現役である。通信速度は133MB/s PCI Expressは2004年に登場した規格 すっごく速いよ！ 大きなデータをやりとりするのに適しているためグラフィックボードに用いられる。

どのくらい早いの？ PCI Expressの最小伝達路をレーンという 1レーンで片方向5Gbps、双方向１０Gbpsの二重通信が可能 このレーンを複数束ねることでさらに高速アクセスが可能 1レーンの物を「ｘ１」、2レーンを「ｘ２」といった具合に表す 今使えるのは「x1」「x2」「x4」「x8」「x16」「x32」

シリアルATA 大体の場合SATAと略されている ハードディスクドライブや光学ドライブを接続する 今は第2世代のSATAⅡ,最大速度は3Gbps たくさんハードディスクを付けたい人はこれが多く付いているマザーボードを買うべき

電源ピン 電源コネクタを接続する コネクタはしっかり差し込まないと電源が入らなかったりするので注意 CPU電源は4ピン、マザーボード電源は24ピン

I/Oポート 3 7 3 1 8 5 3 4 2 6 Copyright© GIGABYTE 1.VGA端子　2.DVI-I端子　3.USB端子　4.PS/2端子　5.IEEE1394 6.eSATA　7.LANポート　8.サウンドポート

I/Oポートその２ VGA端子、DVI端子はグラフィックを出力する VGA端子はアナログ信号、DVI端子はデジタル信号 USB端子はその名の通りUSBコネクタを接続する PS/2端子には紫色と緑色の2種類がある 紫色はキーボード、緑色はマウス 最近はUSBマウスが多いので緑端子が付いていないことも

I/Oポートその３ IEEE1394はデジタルカメラなどの接続に使われる。USBよりもCPUへの負荷が少ないと言われている eSATAは外付けハードディスクなどを取り付けるのに使われる。SATAと同じく転送速度は3Gbps 外付けハードディスクにはUSB接続の物もあるが、USBの転送速度は４８０Mbpsなので、eSATAを使う方が高速書き込みが可能

I/Oポートその４ LANポートはインターネットをするなら必須の存在。大抵の場合、通信速度は100Mbps サウンドポートにはスピーカーやヘッドホンを繋げる。これのついていないマザーボードはまず存在しない

カタログの読み方 とりあえずこれくらいは気にしましょう （参考スペック：GA-EG43M-S2H） フォームファクタ マイクロATX FSB 1333/1066/800MHz ソケット形状 LGA775 チップセット Intel G43+ICH10 メモリスロット ４　最大8GB 拡張スロット 1×PCI Express x4, 1×PCI Express x1, 2×PCI SLI/Cross Fire 非対応 SATA SATAⅡ　３Gbps×５ その他コネクタ等

フォームファクタ マザーボードの規格のこと これによってマザーボードの大きさが決まっている マザーボードの大きさに合わせたケースを買わないといけません

どんな規格があるの？ 1.ATX サイズは305mm×244mm それなりに大きいので拡張スロットなどが多めに搭載されている 自作に使われるのは大体これ

2.マイクロATX サイズは244mm×244mm 小型化されて拡張スロットの数が減少 マイクロタワーなどの小型PCに使われる 3.エクステンデッドATX 305mm×330mm サーバー用、日常生活ではまずお目にかからない 4.BTX 2003年に提唱されたエアフローを考慮した規格。結局広まらず生産中止

FSB フロントサイドバスの略 マザーボードのクロック数。当然高い方が高性能 注意点 CPUにもFSBがあるが、これはマザーボードと一致している必要がある CPUの方が低い場合はCPUにあわせられ、高い場合は動かない GA-EG43M-S2Hは1333MHzまで対応している

ソケット形状 取り付けられるCPUの種類はこれで決まる Socket AMシリーズは下位互換を持つのでPhenomをSocket AM2に取り付けたり出来る ただし逆は出来ないし、性能も落ちる 現在見かけるであろうソケット形状 LGA 775 Core 2シリーズ　Pentium D　最近のCeleron　等 LGA 1366 Core i7 Socket AM2 Athlon(64), Athlon(64) X2, Sempron 等 Socket AM2+ Phenom Socket AM3 Phenom Ⅱ

チップセット ノースブリッジ・サウスブリッジ2つの総称 ノースブリッジではCPU,メモリ,グラフィックなどの高速である必要がある処理を、サウスブリッジではI/Oポートやドライブなどの処理を行う マザーボードの名前にはノースブリッジの名前が入っていることが多くまたノースブリッジによって使えるサウスブリッジは限定されるので目安にすると良い

チップセット表（Intel純正のみ） ノースブリッジ 対応サウスブリッジ 対応CPU 最大メモリ オンボードグラフィック G43 ICH10, IHC10R ソケットがLGA775のもの 8G ○ G45 16G P43 × P45 X58 Core i7 24G以上 X48 ICH9, ICH9R 43,45番台に同じ サウスブリッジ SATA最大数 USB最大数 オンボードサウンド ICH10 6 12 ○ ICH10R ICH9 4 ICH9R

その他 最大メモリなど「何をどれだけ取り付けられるか」というのはチップセットで決まる SLI, Cross fireとは、グラフィックボードを2枚接続してより高速にグラフィック処理を行わせる技術。ゲーマーの方はどうぞ PCI Expressはスロット形状と実際の規格が異なることがあるので、しっかり確認しよう マザーボード編終わり、もうちょっとだけ続くんじゃ

外部ボードって何？ 拡張カードともいう。マザーボードに装備されていない機能などを追加することが出来る PCIやPCI Expressスロットに装着する 具体的には地デジチューナー、グラフィックボード、サウンドボード、LANボードなど 今回は主にグラフィックボード、サウンドボードについて解説

グラフィックボード パソコンに処理させた映像データをモニターに表示させる オンボードグラフィック搭載のマザーボードでは取り付ける必要はないが、オンボードの機能はグラフィックボードに劣る ３Dのゲームをやりたい場合は必須 PCI Express x16スロットに取り付ける CPUと並び「高い物ほど高性能」というPCパーツの原則を体現している存在

グラフィックボードの構造 グラフィックボードはGPUとVRAMとその他のパーツで構成されていると言っても良い

GPU nVIDIAのGeForceシリーズとATIのRadeonシリーズの2つでほぼ独占されている 他にもMatroxのとか･･･まず売っていないけど 現在GeForceの最上位品は「GeForce GTX　295」、Radeonの最上位品は「Radeon 4890」

VRAM ディスプレイに表示される内容を記憶するメモリ これの容量が少ないと表示されない箇所が出来たりする

グラフィックボードのスペック メモリバス幅とはVRAMが1秒間に伝達できるデータの容量。大きければ大きいほどヌルヌル動きやすい GeForce 9800GTX+ VRAM 512MB メモリバス幅 70.4GB/ｓ 最大出力 141W 補助電源 6ピン×2 メモリバス幅とはVRAMが1秒間に伝達できるデータの容量。大きければ大きいほどヌルヌル動きやすい 最大出力はフル稼働させた時の消費電力。これをまかなえるだけの容量の電源を買わないといきなり電源が切れたり不都合が生じる 最近のものは冷却ファンが大きかったりして2スロット占有する物が多い

サウンドボードって何？ 音声を入出力する機能を持つ。 音声データはそれほど大容量ではないのでPCIが使われる ほぼ全てのチップセットにオンボードサウンドが含まれているので使われるとは少なくなったが、音質が非常に良くなったりするので求める人は多い

サウンドボードあれこれ PC内部は多くの電子機器が同時に作動しているので電磁波が凄い勢いで発生している オンボードサウンドだとその電磁波がノイズとなり音質が低下する サウンドボードは内部の回路を電磁波から保護することで音質の劣化を防いでいる

サウンドボードあれこれMk2 MIDIという音楽データがある。MIDIデータはどのタイミングでどの高さの音をどのくらいの強さで出すかという楽譜のような情報を記録している その情報通りに演奏するわけだが、そのためには音源が必要となる。 音源は再生するソフトウェアに用意されている場合と、ハードウェア内部（サウンドボード内部）に用意されている場合がある 次に続く

ソフトウェアに用意されている音源を使用する場合、多くの処理が必要となりCPUに大きな負荷がかかる。 音源データだが、これはサウンドボードにより異なり、同じデータを演奏しても全く違う曲に聞こえたりする。 音は正直好みなので「高い物は良い物」という原則が通用しないパーツである

参考資料 PC自作パーツの定番2009 （2008年11月：株式会社ローカス） GIGABYTE 　　　　　　（2008年11月：株式会社ローカス） GIGABYTE 　　　　http://www.gigabyte.co.jp/ nVIDIA http://www.nvidia.co.jp/page/home.html