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最新マザーボードを徹底解剖:コネクタ、ポート、チップセットを解説

マザーボード、特にハイエンドモデルは、自分が何を見ているのかよく分かっていないと、ドライブやCPU、グラフィックカードなどを差し込むものというより、トランスフォーマーの故郷サイバートロンのような見た目になってしまうことがあります。ほとんどのプラットフォームで数十種類ものモデルが販売されているため、専門用語や最新技術に精通していない限り、どこから手を付けていいのか分からなくなるかもしれません。

以下では、最近のマザーボードによく見られる主要なポート、ヘッダー、スロットの図解に加え、拡張スロット、RAM、マザーボードのフォームファクターに関する役立つ基本情報をご紹介します。より詳しいアドバイスについては、マザーボード購入ガイドをご覧ください。

マザーボード図

コネクタとポートの種類を例として、一般的な上位マザーボードを見てみましょう。Asus Prime X470-Proを選んだのは、多くの最新マザーボード機能を搭載していることと、ボード上の小さな部品が見やすいコントラストカラーデザインが理由です。

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1. CPUソケット2. チップセット3. DIMM/RAMスロット
4. PCIe x16スロット5. PCI x1スロット6. M.2コネクタ
7. SATAポート8. フロントパネルコネクタ9. USB 2. ヘッダー
10. USB 3.1 Gen1ヘッダー11. USB 3.1 Gen2ヘッダー12. ATX電源コネクタ
13. CPU電源コネクタ14. BIOSチップ15. CMOSバッテリー
16. ファンヘッダー17. フロントパネルヘッダー18. VRMヒートシンク
19. COM/シリアルヘッダー20. TPMヘッダー21. RGBヘッダー

上記では、マザーボードによく見られるポートとコネクタの種類を数多く紹介しました。もちろん、すべてのマザーボードにすべての種類が搭載されているわけではありません。ファンヘッダー、M.2コネクタ、BIOSバッテリーなどは、マザーボードによって配置が異なります。

また、M.2コネクタ(上図の6番)には最大4つのPCIe 3.0または2.0レーンが接続される場合があることに注意してください。現在最速のNVMeドライブは、最高速度を得るために4つのPCIeレーンを使用していますが、MyDigitalSSDのSBXドライブのように、SATAドライブよりもはるかに高速でありながら、価格を抑えるために2レーンしか使用していないものもあります。

M.2スロットはSATAレーン/ドライブのみに接続できる場合もあれば、SATAとNVMe/PCIeドライブの両方をサポートしている場合もあります。そのため、ドライブを購入する前に、マザーボードのM.2コネクタの対応状況を確認してください。高速ストレージについて詳しくは、SSD購入ガイドをご覧ください。

拡張スロット

最近のマザーボードのほとんどは、長いPCIe x16スロットと短いPCIe x1スロットの2種類のスロットしか備えていません。時折、これらの2つのスロットの中間に位置するx4スロットを見かけることもありますが、非常に稀です。また、x16スロットにはx4カードもx1カードも装着できるため、古い拡張カード(何らかの理由で最新のドライバーが搭載されている)を保管していて、x16スロットをグラフィックカード用に使いたい場合を除いて、x4スロットはあまり役に立ちません。

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一部のPCIeスロットは、スロット長から想定されるレーン数よりも少ないレーン数で配線されている場合や、他のスロットや高速ドライブの搭載状況によっては一部のレーンが無効になっている場合があることに注意してください。また、拡張カードを1枚または2枚以上搭載する場合は、スロットの配置と間隔が重要になります。上の画像では、ゲーミンググラフィックカード(そのほとんどは少なくとも2スロット分の高さがあります)を2つのx16スロットのいずれかに搭載すると、その下にある短いx1スロットがブロックされます。つまり、このボードには6つのスロットがありますが、グラフィックカードを2枚搭載した場合、他のカードを追加できるスロットは2つだけになります。

拡張カードを多数搭載する予定の場合は、ATXマザーボード(E-ATXモデルではなく)を選ぶことをお勧めします。フォームファクタが小さいほど、スロット(およびPCBスペースを多く占めるその他の機能)のスペースが少なくなるためです。たとえ小型のマザーボードに今必要なスロットとポートがすべて備わっていたとしても、将来のアップグレードのために余裕を持たせておくことが重要です。

最後に、金属製のPCIeスロットについて注意点があります。これはハイエンドモデルだけでなく、主流のマザーボードでもますます普及しています。これは、大型グラフィックカードへのサポートを強化し、重いカードの重みでプラスチック製のスロットが割れたり、完全に破損したりするのを防ぐためです。スロットが破損する事例はこれまでにも発生しており、通常は大型カードを搭載したシステムを国内各地へ輸送した場合に発生します。しかし、システムを海外へ輸送する予定がない場合、またはLANパーティーに持ち込む予定で非常に大きく重いカードを搭載している場合を除いて、金属製のスロットは見た目重視であり、必需品ではありません。

メモリ

Mini-ITXマザーボードは、ボードスペースの制約により、通常RAMスロットが2つに制限されています。一部のローエンドチップセットも、チャネルごとに1つのDIMMしかサポートされないため、2スロットに制限されています。より多くのDIMMが必要な場合は、少なくとも4つのDIMMスロットを備えたマザーボードを選択する必要があります。ハイエンドチップセット(AMDの場合はX399/Threadripper、Intelの場合はX299/Core X)をベースにしたマザーボードの多くは、8つのスロットを備えています(さらに、より広い帯域幅を実現するためにクアッドチャネルメモリをサポートしています)。

とはいえ、ゲームを含むほとんどの一般的なタスクでは16GBで十分であり、32GBでも十分です。16GBモジュールが利用可能であれば、小型のMini-ITXボードにも32GBのRAMを搭載できます。ただし、32GBを4枚のメモリに分散して搭載するRAMキットを選ぶよりも、その高密度化には価格が割高になります。

背面ポート

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22. PS/2キーボード/マウスポート23. USB 3.0/3.1 Gen1ポート
24. ディスプレイポート25. HDMIポート
26. USBタイプC27. USB 3.1 Gen2
28. イーサネットポート29. アナログ/デジタルオーディオポート

USBポートについて知っておくべきことの一つは、色が一定ではないということです。USB 3ポートは通常青、USB 2.0ポートは黒ですが、必ずしもそうとは限りません。特にマザーボードメーカーがスリープ充電などの機能を追加している場合はなおさらです。同様に、上記のマザーボードのUSB 3.1 Gen2ポートは青緑色ですが、MSIのUSB 3.1 Gen1とGen2ポートは赤であることが多いです。

また、専用のグラフィックカードを取り付ける予定の場合は、オンボードのビデオポートは使用しない可能性が高いことにご注意ください。オンボードのビデオポートを使用する場合は、USBポートやその他のポートを増やすために、ビデオポートが少ない(またはビデオポートがない)マザーボードを探してください。

フォームファクター

上記の機能や詳細に圧倒されている方もいるかもしれませんが、マザーボードのサイズに関しては選択肢が非常にシンプルです。今日のコンシューマー向けマザーボードの大部分は、ATX、Micro-ATX、Mini-ITXの3つのサイズのいずれかで提供されています。 

ATXは事実上の標準であり、機能と拡張のためのスペースが最も広く確保されています。Mini-ITXはコンパクトなPCでもグラフィックカードを1枚搭載できるスペースを確保し、Micro-ATXはサイズと拡張性の両方において中間的な役割を果たします。

ATXよりも大きいE-ATXマザーボードも見かけることがあります。これは主にワークステーションシステムで使用されます。また、小型のMini-STXフォームファクタ(5.5×5.7インチ)も存在しますが、非常に希少です。この記事の執筆時点では、NeweggでASRock製のMini-STXマザーボードが1枚販売されていました。おそらく、上記3つのサイズのいずれかを選ぶことになるでしょう。

チップセット/ソケット

もう一つの重要な考慮事項は、もちろん、どのCPUをサポートする必要があるかです。プロセッサの選び方について必要な情報はすべて、当社のCPU購入ガイドをご覧ください。CPUを決定した後も、チップセットのオプションが残っていることが多く、高速コンポーネントをいくつ搭載できるか、超高速USBポートをいくつサポートできるかなどが決まります。

チップセットは、マザーボードに恒久的に接続されている主要コンポーネントと言えるでしょう(取り外し可能なCPUやRAMとは異なります)。そこで、チップセット選びの参考として、現行世代の各チップセットの主な機能を以下にリストアップしました。チップセットは非常に複雑で、それぞれについて記事を書くほどです。また、Intelの最新メインストリームチップセットであるH370およびB370チップセットとマザーボードの詳細については、「Cheap Coffee Lake」特集をご覧ください。これらのチップセットと他の現行チップセットの機能詳細と比較については、以下の表をご覧ください。

AMDチップセット

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AMDチップセットPCI ExpressグラフィックスUSB 3.1 G2 + 3.1 G1 + 2.0SATA + NVMESATA RAIDオーバークロックをサポート
愛好家X3993x16+1x8、2x16+3x8、1x16+5x82+14+612 + 30,1,10はい
愛好家X4701x16/2x8 (AMD Ryzen プロセッサ) 1x8 (A シリーズ/AMD Athlon プロセッサ)2+10+66 + x2 NVMe (または AMD Ryzen™ プロセッサーでは 4 つの SATA と 1 つの x4 NVMe)0,1,10はい
愛好家X3701x16/2x8 (AMD Ryzen) 1x8 (Aシリーズ/AMD Athlon)2+10+66 + x2 NVMe (または AMD Ryzen™ プロセッサーでは 4 つの SATA と 1 つの x4 NVMe)0,1,10はい
パフォーマンスB3501x16 (AMD Ryzen)1x8 (Aシリーズ/AMD Athlon)2+6+64 + x2 NVMe (または AMD Ryzen™ プロセッサーでは 2 SATA 1 x4 NVMe)0,1,10はい
主流A3201x16 (AMD Ryzen) 1x8 (Aシリーズ/AMD Athlon)1+6+64 + x2 NVMe (または AMD Ryzen™ プロセッサーでは 2 SATA 1 x4 NVMe)0,1,10いいえ
SFFオプションX3001x16/2x8 (AMD Ryzen) 1x8 (Aシリーズ/AMD Athlon)0+4+02 + x2 NVMe(または AMD Ryzen™ プロセッサーでは 1 x4 NVMe)0,1はい
行7 - セル0A3001x16 (AMD Ryzen) 1x8 (Aシリーズ/AMD Athlon)0+4+02 + x2 NVMe(または AMD Ryzen™ プロセッサーでは 1 x4 NVMe)0,1いいえ

Intelチップセット

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インテルチップセットサポートされているプロセッサの PCI Express ポート構成USBリビジョンSATA 6.0 Gb/s ポートの最大数Intel Optane メモリのサポートオーバークロックをサポート
愛好家X299CPUモデルによって異なります3.0/2.08はいはい
愛好家Z3701x16 または 2x8 または 1x8+2x43.0/2.06はいはい
主流H3701x163.1/2.06はいいいえ
主流Q3701x16 または 2x8 または 1x8+2x43.1/2.06はいいいえ
主流B3601x163.1/2.06はいいいえ
主流H3101x163.1/2.04いいえいいえ

チップセットの機能について注意すべき点が1つあります。チップセットがサポートしているからといって、マザーボードメーカーが必ずしもそのボードに実装しているとは限りません。例えば、IntelのZ370チップセットは最大10個(合計14個)のUSB 3.0ポートをサポートしていますが、ほとんどのマザーボードには4~8個のUSBポートが搭載されています。また、新しいH370チップセットは最大4個の高速USB 3.1 Gen2ポートを備えていますが、Gigabyte H370N WiFiマザーボードにはこれらの高速な次世代ポートが搭載されていません。つまり、興味のあるマザーボードのボックスまたは仕様ページを必ず確認し、必要な機能が搭載されていることを確認してください。

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子供の頃にマテルのアクエリアスで苦労した後、マットは1990年代後半に初めてPCを組み立て、2000年代初頭にはPCの軽度の改造に着手しました。過去15年間、スミソニアン、ポピュラーサイエンス、コンシューマー・レポートで新興技術を取材する傍ら、Computer Shopper、PCMag、Digital TrendsでコンポーネントやPCのテストを担当してきました。