マザーボードはコンピュータホストのホスティングプラットフォームであり、システム全体のパフォーマンスに影響を与える基本デバイスでもあります。特に機能拡張に関しては、グラフィックス カード、プロフェッショナル サウンド カード、高性能ネットワーク カード、RAID ディスク アレイ カードなどのさまざまなボードをインストールする必要があり、これらはすべて PCI-E スロットを通じて拡張されます。マザーボード上のこれらのスロットの長さは異なるため、多くの人はコンピューターを取り付けるときに最も長いグラフィックス カード スロットのみを認識します。それでは、それらの違いは何でしょうか？
PCI-E は、現在のマザーボードの一般的な高速拡張バスです。 x1、x2、x4、x8、x16、x32などの仕様に分かれており、対応するスロットの長さも異なります。下の図に示すように、PCI-E スロットはフールプルーフ パーティションによって 2 つのセクションに分割されています。シャーシ バッフルに近いセクションは、基本的な電源、リセット、クロック、デバイス検出、SMBus およびその他の機能を提供します。 PCI-SIG 仕様によれば、物理的に最大 75 W の電源供給容量を提供します。したがって、すべての PCI-E 仕様スロットのこの部分の長さは同じで、内部には 22 本のコンタクト ピンがあります。
その他のセクションの長さはチャネル数によって異なります。一般に、スロットの物理的な長さが長くなるほど、内部コンタクト ピンの数が増え、提供される伝送チャネルが増え、全体の帯域幅が増加します。仕様では、通常は 2 倍に増加します。次の図は、いくつかの一般的な PCI-E スロット仕様を示しています。
一番短いのはPCI-E x1の全長スロットは25mmです。内部データ送信ピンは14本のみ（電源部の22本を除く）。提供できる伝送チャネルは 1 つだけであり、伝送帯域幅も限られています。独立したサウンド カード、ネットワーク カード、ワイヤレス ネットワーク カード/Bluetooth、その他のデバイスなどの低速周辺機器で広く使用されています。
ミドルサイズのPCI-E x4スロットは全長39mmです。 42 本の内部データ送信ピンを備え、4 つの送信チャネルを提供できます。 NVMeプロトコルを備えたソリッドステートドライブなどの中高速ハードウェアの安定した動作のニーズを満たすことができ、10Gネットワークカードやディスクアレイカードなどの高度な周辺機器にも適応できます。 PCI-E x4 スロットには、高速 NVMe ソリッド ステート ドライブの取り付けに特別に使用される特別な形式のスロット、M.2 スロットもあります。
PCI-E x2 スロットはどこにあるのかと疑問に思う人もいるかもしれません。実際、マザーボード メーカーは基本的に専用の PCI-E x2 物理スロットを作成せず、一部の拡張周辺機器メーカーは通常 PCI-E x4 の仕様を削減します。たとえば、一部のまれな OEM ソリッド ステート ドライブ (XBOX シリーズ X/S ゲーム コンソールのソリッド ステート ドライブなど) や microSD Express メモリ カードは x2 仕様です。
次にPCI-E x8スロットです。長さは56mmです。 76 本の内部データ送信ピンを備え、8 つの送信チャネルを提供できます。伝送帯域幅は PCI-E x4 の 4 倍ですが、基本的にはサーバーのマザーボードまたは初期の消費者向けマザーボードでのみ確認できます。最近のコンシューマー向けマザーボードの PCI-E x8 スロットは、PCI-E x16 スロットよりも縮小されていることがよくあります。これについては後ほど説明します。
次に、PCI-E x16 スロットがあります。これは、おなじみのグラフィックス カード スロットです。長さは89mmです。 142 個の内部データ送信ピンを備えており、16 個の送信チャネルを提供できます。いわゆる「フルブラッド」スロットでもあります。通常、独立したグラフィックス カードがインストールされます。
さらに、先ほどのコンシューマー向けマザーボードのPCI-E x8スロットは、PCI-E x16スロットから縮小されています。見た目はPCI-E x16と変わりませんが、よく見ると内部のデータ伝送用コンタクトピンの数が半分しかないことがわかります。
さらに、PCI-E仕様には、より多くのチャネル数を備えたPCI-E x32スロットもあります。当然スロット長も長くなるので、基本的にサーバーでしか見られません。
最後に、互換性について話しましょう。 PCI-E には下位互換性があります。たとえば、PCI-E x1 デバイスは、あらゆる仕様の PCI-E スロットに接続できます。はっきり言って、接続できれば使えます。
全体として、さまざまな PCI-E スロットがそれぞれ独自の役割を果たします。短いスロットは拡張用、真ん中のスロットは容量拡張と効率化用、長いスロットはコア ハードウェア専用です。適切な計画と設置により、ハードウェアのパフォーマンスを最大限に確保でき、初心者でもさまざまなスロットに関する誤解を簡単に避けることができます。