マザーボードとは?

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現在、自作PCの組み方の前に、パソコンを構成するパーツを解説しています。
前回は「CPU編」ということで、個人的にパソコンで一番重要だと思うパーツを解説させていただきました。
CPUの事をあまり知らない方は、是非ご参照いただければと思います。
今回はそのCPUに次いで、2番目に重要だと個人的に思っている「マザーボード」について解説させていただきます。

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マザーボード

自作PCに疎い方にはあまり聞き慣れない言葉だと思います。
英語で表記するとMotherboardで、メインボード(Mainboard)とも呼ばれたりします。
MB、M/B、マザボと省略して表示されていたりもします。

マザーボードを直訳すると”母の板”となりますが、意味は大体その名の通りです。
パソコンを構成するパーツのほぼ全てを接続すしたり、重要な部品が搭載された基盤の事です。
なので、このマザーボードがパソコンの本体と言っても過言ではないと思います。

前回、CPUは人間で例えると”頭脳”と言いましたが、マザーボードは心臓・肺と思っていただければ良いと思います。

CPUはパソコンの性能を決定付けるパーツですが、マザーボードは性能にはあまり影響がありません。
しかし、マザーボードは10社以上のメーカーが販売しています。
※一般的なCPUを販売しているメーカーはIntelとAMDの2メーカーだけです。
しかも、CPUと同じように、同じメーカー内でもハイエンドやメインストリーム、ローエンドなどのシリーズがあったりします。

では、パソコンの性能自体にあまり影響しないマザーボードが何に影響するのかと言いますと、
取り付けられるパーツはマザーボードによって決まります。
取り付けられるCPUやメモリ、メモリの本数などはマザーボードによって違います。

さらにマザーボードによっては、音質が良いものや、ネットワーク性能がよかったり、様々な特徴があります。

では、マザーボードが具体的にどんな役割を担っているのか、
マザーボードを選ぶ際に気を付ける事を紹介したいと思います。

マザーボードを構成するもの

ではマザーボードにはどんなものが付いているのか、どんな機能があるのかを紹介します。
マザーボードによっては無かったりするものもあったりしますので、ご注意ください。

CPUソケット

CPUを取り付ける部分の事です。
このCPUソケットは様々な種類があり、それに適合しているものでないと取り付けられません。
さらに、形状は合っているのに動かない場合もあったりします。
これがやっかいな部分です。
このことについては「BIOS」の項目で解説したいと思いますので、一旦忘れてください。

まず、このソケットの形状はIntelとAMDで違います。
なので、IntelのCPUのソケットが付いているマザーボードにはIntelのCPUが、
AMDのCPUのソケットが付いているマザーボードにはAMDのCPUしか取り付けられません。

これだけで済めば良いのですが、実際は同じIntel、AMDのCPUでも形状が違ったりするので、
単純にIntelとAMDだけで分別できません。

Intel LGA

Intelの場合はソケットについて「LGA」で表示されます。
デスクトップパソコンを持っている方の中には、
LGA 1150やLGA 2011というものを見たことがあったりするのではないでしょうか。

LGAに続く4桁の数字が対応するCPUのプラットフォームを示しています。
LGA 1150は「Haswell」というコードネームで開発された第4世代Core iプロセッサを接続するソケットで、
LGA 2011は「Ivy Bridge-E」というコードネームで開発されたLGA2011版第3世代 Core iプロセッサと、
「Sandy Bridge-E」というコードネームで開発されたLGA2011版第2世代 Core iプロセッサを接続するソケットです。

ちなみに厳密に言うと、LGA 1150などはCPUの形状の名称でであって、CPUソケットの名称ではありません。
LGA 1150の正式名称は「Socket H3」です。
でもそんな事は全然知らなくても大丈夫です!私も知りませんでした。
そして、後ろの数字って何を示しているか気になっている人がいるかもしれませんので紹介しますが、
後ろの数字はCPUソケットとCPUの接点の数です。
Intelの場合はCPUソケット側に剣山のようなものがあり、CPU側はそれに合わせてへこんでいます。
だからLGA 2011のCPUソケットにLGA 1150のCPUを、というように、数字が違うもの同士を装着するのは無理なんです。
もちろんCPUの大きさも違います。
LGA 1150とLGA 1155のように、数字が近くて、形もにていても、実際に装着しても動きません。
使いたいCPUと使いたいマザーボードの数字は合わせなければいけないという事だけを覚えていただければ問題ありません。

意味が分からないと思われるかもしれません。確かに難しいですね。
さらに現在まだ販売されているものとしてはLGA 1155やLGA 1366というものなどがあります。
一応下の表にまとめてみました。

対応CPU
LGA 1150 Haswell(開発コードネーム)こと第4世代Core iプロセッサ
Core i×-4000シリーズ
LGA 1155 Ivy Bridge(開発コードネーム)こと第3世代Core iプロセッサ
Core i×-3000シリーズ
Sandy Bridge(開発コードネーム)こと第2世代Core iプロセッサ
Core i×-2000シリーズ
LGA 2011 Ivy Bridge-E(開発コードネーム)ことLGA2011版第3世代 Core iプロセッサ
Core i7-4000シリーズ
Sandy Bridge-E(開発コードネーム)ことLGA2011版第2世代 Core iプロセッサ
Core i7-3000シリーズ
LGA 1366 Bloomfield(開発コードネーム)
Core i7-900シリーズ
Gulftown(開発コードネーム)
Core i7-900シリーズ

LGA 1150の場合は右に1種類しかありませんが、LGA 1155とLGA 2011とLGA 1366には右に2種類あります。
これはなぜかというと、Intelが「Tick-Tock(チック・タック)」という戦略を採用しているからなんです。
Intelはまずプロセスルールを微細化したものを登場させ、次の年にそれを機能向上のために設計し直したものを登場させます。
つまり最初にチップを小さくして、その後1年後に改良するという事です。
プロセスルールを微細化した世代を「Tick(チック)」、設計し直した世代を「Tock(タック)」として、
毎年繰り返す戦略の事を「Tick-Tock(チック・タック)」と言います。
なので、1つのマザーボードで最新世代を味わえるのは最大2年という事になります。
※もちろん例外もあります!

自作PC好きで、常に最新のパーツを使いたいという方は1年毎にCPUを購入し、最低2年毎にマザーボードを購入しているという計算ですね。
私は3~4年毎くらいの周期で購入している感じです。

ここで、自作PCを知らない人は「毎年パソコンを買うなんて無理」と思われると思うんですが、
基本的には全てを買い替える必要がないんです!
大体の場合がCPUだけ、もしくはマザーボードを買い替えるだけで、他のパーツは使い回せたりします。
ここが私が自作PCが好きなところです。

昔は「自作PCは安い」と言われていましたが、現在はハイエンド志向でなければ、ショップのものを購入しても大差が無いという時代になりました。
しかし、自作PCの良さは必要なパーツだけを購入すれば、あまりお金をかけずに最新のパーツが搭載されたパソコンを使えるという事だと私は思います。
PCパーツの進化は速いです。
あっという間に、持っているPCパーツの性能を大きく上回るPCパーツが登場したりします。
その時に自作PCを知っていれば、少ない金額で、その最新PCパーツの性能を味わえます!!

話が逸れてしまいましたが、続いてAMDのソケットを紹介します。

AMD Socket

AMDの場合は「Socket」で表示されます。
もしかしたら、Socket AM3+やSocket FM2というものに見覚えがある方もいるかもしれません。
こちらはIntelと違って、接点の数を表すものではありません。
そのままソケットの名称です。

同じように表にまとめてみました。

AMD A series Fusion APU用のAMDのソケット
Socket FM2+ Kaveri(開発コードネーム)こと第4世代デスクトップAPU
Socket FM2+/
Socket FM2
Trinity(開発コードネーム)こと第3世代デスクトップAPU
Richland(開発コードネーム)こと第2世代デスクトップAPU
AMD FX series コンシューマ向けCPU最上位モデル用のAMDのソケット
Socket AM3+ Vishera(開発コードネーム)こと第2世代デスクトップCPU
Zambezi(開発コードネーム)こと第1世代デスクトップCPU

AMDのソケットに関してはあまり自信がないんです。
なぜかと言いますと、上の表のSocket FM2+のように3世代にわたって使えたりするんです。
先ほどIntelの項目で「接点の数が違うと動かない」と紹介しましたが、AMDの場合は接点の数が違っても動く場合があるんです。
つまり互換性が高いという事です。
しかし、まったく違う種類のものはもちろん搭載できません。
同じシリーズのCPU、あるいはAPUの場合に、互換性がある場合があります。
互換性がある場合、ソケットの方が新しい場合は性能をフルに使えますが、ソケットの方が古い場合は機能などが制限されたりもします。

Intelの場合は、同じシリーズで、新しいソケットが登場した場合に、そのソケットに対応したCPUは使えませんが、
AMDの場合は、同じシリーズで、新しいソケットが登場した場合でも、その新しいソケットに対応したCPU/APUが使える可能性があるんです。
つまり、Intelと比較した場合、同じマザーボードで長く最新のCPU/APUが使える可能性があります。

正直これもあまり気にしなくてもいいかもしれませんが、自作をする時のPCパーツ選択の際にこの情報があると、
作りたいPCの方向性によってはすごく参考になるかもしれません。
これについては、PCパーツ選択を紹介する時に改めて解説したいと思います。

チップセット

複数の半導体チップ(LSI)がセットになったものです。
これが何の役割を担っているかというと、CPUやメモリ、グラフィックスカードなどの拡張カードなどのデータの受け渡しを管理しています。
つまり、チップセットの性能が高くないと、いくら高性能のCPUやメモリなどを搭載しても性能をフルに発揮できません。
ということは、マザーボードの性能を決めるのはこのチップセットだと言っても過言ではないと思います。
多くのメーカーが数多くのマザーボードを販売中ですが、チップセットが同じものは大体同じ性能だと推測できます。

Intelのチップセットを紹介します。

intel 8 series

現行のメインストリームであるHaswellこと第4世代Core iプロセッサに対応しているのがこのIntel 8シリーズチップセットです。
現在、ラインナップは「Z87 Express」「H87 Express」「B85 Express」「H81 Express」「Q87 Express」「Q85 Express」があります。
最初の英字で特性が、最後の数字でランクが推測できます。
“Q”は企業向けなので、気にしなくて良いと思います。
“Z87″はこのラインナップで一番高性能です。ゲーマー向けだったり、CPUのオーバークロックをする人向けだったりします。
“H87″はZ87の下位に位置するチップセットで、すこし機能が省かれています。CPUのオーバークロックができなかったり、PCI Expressのレーン数が少なくなっていたり。
“B85″のBはBusinessの頭文字で、ビジネス用途向けです。H87より下位に位置しています。
“H81″はローエンド向けの廉価版のチップセットです。B85より下位に位置しています。

詳細な違いについては、改めてチップセットに関する詳細な解説をする際に紹介します。

Intel X79 Express

これはハイエンド向けのLGA 2011のCPUに対応するチップセットです。
メモリスロットが最大8本あったり、PCI Expressのレーン数がメインストリームより多かったりします。
※メインストリーム向けチップセットのマザーボードでは基本的にメモリスロットは最大4本です。
ハイエンド向けのチップセットはメインストリームと比べてラインナップが少なく、基本的に1種類しかないと思います。

AMDのチップセットを紹介します。

AMD 9シリーズ

AMDのハイエンドCPUであるFXシリーズに対応するチップセットです。
ラインナップは「AMD 990FX」「AMD 990X」「AMD 970」があります。
こちらも先ほどのIntelと同じように、特徴や機能に違いがあります。

AMD Aシリーズチップセット

AMDのメインストリーム向けのAPUであるAシリーズに対応するチップセットです。
ラインナップは「A88X」「A85X」「A78」「A75」「A55」などがあります。
こちらも同じように特徴や機能に違いがあり、基本的に数字が小さくなればなるほど機能が少なくなると考えて良いと思います。

このチップセットというのがすごく難しいです。
明確な目的をもって自作PCを作るのなら良いのですが、曖昧だとどのチップセットを選べばいいのかわからなくなります。
なので、そういった事も解決できるような分かりやすい一覧表・フローチャートを作る予定です。

メモリソケット

メモリスロットとも言います。メモリを取り付ける場所の事です。
メモリの規格に合わせてSIMMソケットやDIMMソケットなど、複数の種類があります。
なのでメモリを選ぶ際には対応しているメモリかどうか確認する必要があります。

メモリにはデスクトップパソコン用とノートパソコン用のサイズがあり、大きさが違います。
なので、デスクトップパソコン用をノートパソコン用のソケットに付けることは不可能で、その逆もです。
自作PCでは基本的にデスクトップパソコン用を使いますが、ごく稀に小さいマザーボードではノートパソコン用のメモリソケットになっている場合もあります。

次に接続規格というものがあります。
DDR、DDR2、DDR3というものですが、現在は主にDDR3が使われています。DDR、DDR2は過去に使われていたものです。
さらに転送速度の違いもあります。
DDR3-1066(PC3-8500)、DDR3-1333(PC3-10600)、DDR3-1600(PC3-12800)などです。
数字が大きいほど速いのですが、マザーボード側が対応していないとその性能を発揮できません。※CPUも要対応
ここらへんについては、改めて「メモリ」を紹介するときに、詳しく解説したいと思います。

メモリスロットの数はマザーボードによって違います。
一般的なものは4本っていうのが普通ですが、8本あったり、逆に1本しかない場合もあります。
このメモリスロットの数もマザーボードの性能を決める基準となりますね。
ただし、メモリスロットが単純に多いからといって、搭載したメモリがすべて使えるかといえば、そうではありません。
実はマザーボードが対応できるメモリの量には上限が決められていて、上限を超えたメモリに関しては意味がなくなるからです。
例えば、メモリスロットが4本あり、最大32GBに対応しているマザーボードに、
メモリ1本で16GBの容量があるものを4本付けた場合、64GBになりますが、
マザーボードは32GBしか認識しません。
なので、メモリをたくさん付けたい方は、メモリスロットの数だけでなく、
マザーボードのメモリの最大容量をチェックしないといけません。

さらに、マザーボードが対応していてもOSが対応していないと意味がありません。
実は32bitのWindowsでは、約3GBまでしかメモリを認識しないのです。
なので、大容量のメモリを使いたい方は64bit版のOSを使う必要があります。

他にもデュアルチャンネルとかトリプルチャンネルという機能がありますが、これは改めてご紹介します。

Serial ATA、SATAコネクタ

ストレージや光学ドライブを接続するためのコネクタです。
ストレージとはHDD(ハードディスク)やSSDの事で、
光学ドライブとはDVDドライブやBDドライブ(ブルーレイドライブ)の事です。
Serial ATAを略してSATAと呼ぶことが多いです。

このSATAにも規格があります。
SATA 1.0やSATA 2.0、SATA 3.0のようにいくつか種類があります。
基本的に数字が大きい方が新しく、高性能です。
何が違うのかというと、基本的に数字が大きい方が転送速度が速いです。
SATA 2.0をSATA 3Gb/sとかSATA 3Gbps、SATA 2.0(3Gbps)と表記したりもします。
SATA 3.0をSATA 6Gb/sとかSATA 6Gbps、SATA 3.0(6Gbps)と表記したりもします。
これらは上位と下位の両方に互換があるので、スピードや機能を気にしないのなら種類を気にする必要はありません。
ただ上位互換の場合、例えばSATA 2.0のコネクタにSATA 3.0に対応したストレージを接続した場合では、
SATA 2.0の仕様でしか動作しませんので、性能をフルに発揮したい場合は両方を合わせた方がいいです。

これらについても自作PCを知らない人にとっては意味不明だと思いますので、
改めて「SATA」について解説したいと思います。

IDEコネクタ

現在は省略されることが多いコネクタで、昔は主流だったコネクタです。
今から自作PCをされる方には正直関係ないと思いますので、省略します。

PCIスロット

拡張カードというものを取り付けるスロットです。
拡張カードとは何かと疑問にもたれるかもしれませんが、
高音質の音を楽しむための「サウンドカード」、パソコンでテレビを見るための「TVチューナーカード」、
外部の映像をパソコンで録画する「キャプチャーカード」などがあります。
このPCIスロットはマザーボードによって数が違ったり、配置が違ったりするので、
自作PCをする際には結構重要だったりします。

ただ、現在は後述するPCI Expressスロットに対応している拡張カードが多いので、
現在のマザーボードでは数が縮小され、完全に省略されていたりもします。

PCI Expressスロット

現行の拡張スロットです。
こちらも同じく拡張カードを取り付けるスロットですが、PCIと違うのは、
このPCI Expressスロットにはグラフィックスカードというものを取り付けます。
PCIとの主な違いは転送速度で、”Express”と付いている事から分かるとおり、こちらの方が速いです。

ただPCIと違い、PCI Expressの場合は、x16やx4、x1と種類があり、なんとその種類によってスロットの長さも違います。
違いは基本的に転送速度で、x1よりx4の方が速く、x16はさらに速いです。
なので、高速な転送速度が必要なグラフィックスカードはx16のスロットに付けます。

さらにPCI Expressにはバージョンがあります。
最新のものはPCI Express 3.0で、Gen3と表示されていたりもします。
古いものでPCI Express 2.0やPCI Express 1.1があります。
こちらも違いは転送速度で、数字が大きいものほど速いです。

こちらもSATAと同じように互換性がありますが、上位互換では制限される可能性があるので、
性能をフルに発揮するためには、拡張カード側と拡張スロット側のバージョンを合わせる必要があります。

電源コネクタ

マザーボードに電源を供給するためのものです。
ATX電源コネクタとCPU用電源コネクタがあります。
ATX電源コネクタはマザーボードの右側に搭載されている20もしくは24pinのものです。
こちらは1種類しかありませんし、電源ユニットには必ず搭載されているので気にする必要はありません。

次のCPU用電源コネクタですが、ATX12VとEPS12Vがあります。
これはCPUの近くに搭載されているコネクタで、ATX12Vは4pin、EPS12Vは8pinのものです。
元々4pinのATX12Vコネクタでしたが、CPUの高性能化につれて、使う電力が増えたので、pin数が増えました。

マザーボードを動かすためにはこの2つのコネクタに電源を接続しないといけません。

I/Oパネル

パソコンの後ろにある、コネクタがいっぱいある部分の事です。
キーボードやマウス、LANケーブルを接続している部分です。
画面に出力するためのコネクタがある場合も多いです。(HDMIやDVI、D-Subなど)

基本的にはUSBやLAN、オーディオ、PS/2コネクタが搭載されています。
これもマザーボードによって違うので、作りたいパソコンによって選ぶ必要があります。
まあ、特殊な用途以外ではあまり気にする必要がないかもしれません。
どんなものがあるのかは改めて紹介したいと思います。

オンボード機能

あらかじめマザーボードに備わっている機能のことです。
主にサウンドやグラフィック、ネットワーク機能がマザーボードに搭載されていたりします。
ただ、拡張カードのような専門カードには能力が劣るので、こだわっている人は別で拡張カードを購入したりする人もいます。
ただサウンドやネットワークに関しては一般の人はオンボードのもので十分だと思います。

グラフィック機能というのは画面に出力する機能の事です。
それがマザーボードに備わっていれば、別にグラフィックスカードを購入する必要がありません。

※グラフィック機能については現在少しややこしくなっています。
昔で言うグラフィック機能というのはマザーボードにグラフィック機能が備わっていましたが、
現在はCPUにグラフィック機能が内蔵されています。
ただ、マザーボードのオンボードグラフィックというのを現在はあまり見かけませんので、省略したいと思います。

グラフィック機能内蔵のCPUかAPUを使う時に、マザーボード側に画面出力コネクタ(HDMIやDVI、D-Sub)があれば、
グラフィックスカード無しでパソコンを自作する事ができます。
ただ、先ほど言ったように専門のカードに比べると基本的に能力が劣るので、
3Dゲームなどのグラフィック機能が重要な事をするためには別途グラフィックスカードが必要になってきます。
まあ、ネットを見る、youtubeを見るぐらいであれば、全然オンボードグラフィック機能で十分だと思います。

これらについても改めて解説したいと思います。

BIOS

BIOSとはBasic Input/Output Systemの略で、パソコンを動作させるための基本的なプログラムです。
パソコンの電源を入れた時にOSが起動する前に黒い背景画面がありますよね?あれがBIOSです。
では何をしているのかというと、システムを初期化したり、ストレージからOSのプログラムを呼び出したりしています。
完成品のパソコンを使っておられる方はあまり知らないものだと思いますが、
自作PCではOSを入れる前の難関となっております。
ここで基本的な設定を決めたりしています。
改めて「BIOS」について紹介したいと思います。

UEFI

Unified Extensible Firmware Interfaceの略で、先ほど紹介したBIOSに代わるものです。
正確には違いますが、新しいBIOSという風に考えてください。
BIOSに比べて、色々できる事が増えています。
こちらに関しても改めて解説したいと思います。

規格・フォームファクタ

フォームファクタとはマザーボードの大きさの事です。
「ATX」「Micro-ATX」「Mini-ITX」などがあります。
ATXが一番スタンダードな大きさだと思います。

ATX

基板サイズが305mm×244mm(12インチ×9.6インチ)で、ミドルタワーなどのデスクトップパソコンでよく使われます。
305mmは絶対ですが、244mmの方は短くなったものもあったりします。

Micro-ATX

基板サイズが244mm×244mm(9.6インチ×9.6インチ)で、省スペースのデスクトップパソコンに使われたりしています。
ATXを小型化したものです。

Mini-ITX

基板サイズが170mm×170mで、さらに小さいパソコンで使われたりしています。

大体基本的にはこんな感じですが、ATXを大型化したExtended-ATXやATXを横に大きくしたXL-ATXなどもあります。
自作PCを組む時のPCパーツ選択を紹介する時に改めて解説します。

総括

多分、まだまだ説明が足りていないと思いますが、とりあえず終了します。
またまた、長い文章になってしまい申し訳ありません。
やはりパソコンの中で重要なパーツである「マザーボード」だけあって、説明することが山ほどありました。

自作PCをやろうと思った時の参考にしていただければと思います。
まだまだ歯抜けな部分が多くありますので、どんどん投稿を増やしていって、
もっとわかりやすく、充実したものにしていきます。
なので個別の解説ページを作ったら、このページから気軽に見れたり、加筆・修正したいと思っています。

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