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| PC/コンピューターバス規格一覧のご紹介 | |
| 全般 | システムバス フロントサイドバス バックサイドバス Daisy chain 制御バス Bus contention Bus mastering Network on a chip Plug and play |
| 規格 | SS-50 bus S-100 bus Multibus Unibus VAXBI MBus STD Bus SMBus Q-Bus Europe Card Bus ISA STEbus Zorro II Zorro III CAMAC FASTBUS LPC HP Precision Bus EISA VME VXI VXS NuBus TURBOchannel MCA SBus VLB HP GSC bus InfiniBand Ethernet UPA PCI PCI Extended (PCI-X) PXI PCI Express (PCIe) AGP Compute Express Link (CXL) Direct Media Interface (DMI) RapidIO Intel QuickPath Interconnect NVLink HyperTransport Infinity Fabric Intel Ultra Path Interconnect Coherent Accelerator Processor Interface (CAPI) SpaceWire |
| ストレージ | ST-506 ESDI IPI SMD Parallel ATA (PATA) SSA DSSI HIPPI Serial ATA (SATA) SCSI Parallel SAS Fibre Channel SATAe PCI Express (AHCI / NVMe) |
| 周辺 | Apple Desktop Bus Atari SIO DCB Commodore bus HP-IL HIL MIDI RS-232 RS-422 RS-423 RS-485 Lightning DMX512-A IEEE-488 (GPIB) IEEE-1284 (parallel port) UNI/O 1-Wire I²C (ACCESS.bus, PMBus, SMBus) I3C SPI D²B Parallel SCSI Profibus IEEE 1394 (FireWire) USB Camera Link 拡張PCIe Thunderbolt |
| オーディオ | ADAT Lightpipe AES3 Intel HD Audio I²S MADI McASP S/PDIF TOSLINK |
| ポータブル | PC Card ExpressCard |
| 埋め込み | Multidrop bus CoreConnect AMBA (AXI) Wishbone SLIMbus |
| PC/コンピュータバス速度一覧 | |||
| テクノロジー | レート | 年 | |
| I²C | 3.4 Mbit/s | 425 kB/s | 1992 (標準化) |
| Apple II (Apple IIGS) 8-bit/1 MHz | 8 Mbit/s | 1 MB/s | 1977 |
| SS-50 Bus 8-bit/1 MHz | 8 Mbit/s | 1 MB/s | 1975 |
| STD-80 8-bit/8 MHz | 16 Mbit/s | 2 MB/s | |
| ISA 8-Bit/4.77 MHz | 0 W/S: every 4 clocks 8 bits 1 W/S: every 5 clocks 8 bits |
0 W/S:4 clocks 1 byte 1 W/S:5 clocks 1 byte |
1981 |
| STD-80 16-bit/8 MHz | 32 Mbit/s | 4 MB/s | |
| I3C (HDR mode) | 33.3 Mbit/s | 4.16 MB/s | 2017 |
| Zorro II 16-bit/7.14 MHz | 42.4 Mbit/s | 5.3 MB/s | 1986 |
| ISA 16-Bit/8.33 MHz | 66.64 Mbit/s | 8.33 MB/s | 1984 |
| Europe Card Bus 8-Bit/10 MHz | 66.7 Mbit/s | 8.33 MB/s | 1977 |
| S-100 bus 8-bit/10 MHz | 80 Mbit/s | 10 MB/s | 1976 |
| Serial Peripheral Interface (最大100 MHz) |
100 Mbit/s | 12.5 MB/s | 1989 |
| Low Pin Count | 125 Mbit/s | 15.63 MB/s | 2002 |
| STEbus 8-Bit/16 MHz | 128 Mbit/s | 16 MB/s | 1987 |
| C-Bus 16-bit/10 MHz | 160 Mbit/s | 20 MB/s | 1982 |
| HP Precision Bus | 184 Mbit/s | 23 MB/s | |
| STD-32 32-bit/8 MHz | 256 Mbit/s | 32 MB/s | |
| NESA 32-bit/8 MHz | 256 Mbit/s | 32 MB/s | |
| EISA 32-bit/8.33 MHz | 266.56 Mbit/s | 33.32 MB/s | 1988 |
| VME64 32-64bit | 400 Mbit/s | 40 MB/s | 1981 |
| MCA 32bit/10 MHz | 400 Mbit/s | 40 MB/s | 1987 |
| NuBus 10 MHz | 400 Mbit/s | 40 MB/s | 1987 |
| DEC TURBOchannel 32-bit/12.5 MHz |
400 Mbit/s | 50 MB/s | |
| NuBus90 20 MHz | 800 Mbit/s | 80 MB/s | 1991 |
| MCA 32bit/20 MHz | 800 Mbit/s | 80 MB/s | 1992 |
| APbus 32-bit/25(?) MHz | 800 Mbit/s | 100 MB/s | |
| Sbus 32-bit/25 MHz | 800 Mbit/s | 100 MB/s | 1989 |
| DEC TURBOchannel 32-bit/25 MHz | 800 Mbit/s | 100 MB/s | |
| ローカル バス 98 32 ビット/33 MHz | 1056 Mbit/s | 132 MB/s | |
| VESA Local Bus (VLB) 32-bit/33 MHz | 1067 Mbit/s | 133.33 MB/s | 1992 |
| PCI 32-bit/33 MHz | 1067 Mbit/s | 133.33 MB/s | 1993 |
| HP GSC-1X | 1136 Mbit/s | 142 MB/s | |
| Zorro III 32-bit/async | 1200 Mbit/s | 150 MB/s | 1990 |
| VESA Local Bus (VLB) 32-bit/40 MHz | 1280 Mbit/s | 160 MB/s | 1992 |
| Sbus 64-bit/25 MHz | 1.6 Gbit/s | 200 MB/s | 1995 |
| HP GSC-2X | 2.048 Gbit/s | 256 MB/s | |
| PCI 64-bit/33 MHz | 2.133 Gbit/s | 266.7 MB/s | 1993 |
| PCI 32-bit/66 MHz | 2.133 Gbit/s | 266.7 MB/s | 1995 |
| AGP 1× | 2.133 Gbit/s | 266.7 MB/s | 1997 |
| PCI Express 1.0 (×1 link) | 2.5 Gbit/s | 250 MB/s | 2004 |
| RapidIO Gen1 1× | 2.5 Gbit/s | 312.5 MB/s | |
| HIO bus | 2.560 Gbit/s | 320 MB/s | |
| GIO64 64-bit/40 MHz | 2.560 Gbit/s | 320 MB/s | |
| PCI Express 2.0 (×1 link) | 5 Gbit/s | 500 MB/s | 2007 |
| AGP 2× | 4.266 Gbit/s | 533.3 MB/s | 1997 |
| PCI 64-bit/66 MHz | 4.266 Gbit/s | 533.3 MB/s | |
| PCI-X DDR 16-bit | 4.266 Gbit/s | 533.3 MB/s | |
| RapidIO Gen2 1× | 5 Gbit/s | 625 MB/s | |
| PCI 64-bit/100 MHz | 6.4 Gbit/s | 800 MB/s | |
| PCI Express 3.0 (×1 link) | 8 Gbit/s | 984.6 MB/s | 2011 |
| Unified Media Interface (UMI) (×4 link) | 10 Gbit/s | 1 GB/s | 2011 |
| Direct Media Interface (DMI) (×4 link) | 10 Gbit/s | 1 GB/s | 2004 |
| Enterprise Southbridge Interface (ESI) | 8 Gbit/s | 1 GB/s | |
| PCI Express 1.0 (×4 link) | 10 Gbit/s | 1 GB/s | 2004 |
| AGP 4× | 8.533 Gbit/s | 1.067 GB/s | 1998 |
| PCI-X 133 | 8.533 Gbit/s | 1.067 GB/s | |
| PCI-X QDR 16-bit | 8.533 Gbit/s | 1.067 GB/s | |
| InfiniBand single 4× | 8 Gbit/s | 1 GB/s | |
| RapidIO Gen1 4× | 10 Gbit/s | 1.25 GB/s | |
| RapidIO Gen2 2× | 10 Gbit/s | 1.25 GB/s | |
| UPA | 15.360 Gbit/s | 1.92 GB/s | |
| Unified Media Interface 2.0 (UMI 2.0; ×4 link) |
20 Gbit/s | 2 GB/s | 2012 |
| Direct Media Interface 2.0 (DMI 2.0; ×4 link) |
20 Gbit/s | 2 GB/s | 2011 |
| PCI Express 1.0 (×8 link) | 20 Gbit/s | 2 GB/s | 2004 |
| PCI Express 2.0 (×4 link) | 20 Gbit/s | 2 GB/s | 2007 |
| AGP 8× | 17.066 Gbit/s | 2.133 GB/s | 2002 |
| PCI-X DDR | 17.066 Gbit/s | 2.133 GB/s | |
| RapidIO Gen2 4× | 20 Gbit/s | 2.5 GB/s | |
| Sun JBus (200 MHz) | 20.48 Gbit/s | 2.56 GB/s | 2003 |
| HyperTransport (800 MHz, 16-pair) | 25.6 Gbit/s | 3.2 GB/s | 2001 |
| PCI Express 3.0 (×4 link) | 32 Gbit/s | 3.94 GB/s | 2011 |
| HyperTransport (1 GHz, 16-pair) | 32 Gbit/s | 4 GB/s | |
| PCI Express 1.0 (×16 link) | 40 Gbit/s | 4 GB/s | 2004 |
| PCI Express 2.0 (×8 link) | 40 Gbit/s | 4 GB/s | 2007 |
| PCI-X QDR | 34.133 Gbit/s | 4.266 GB/s | |
| AGP 8× 64-bit | 34.133 Gbit/s | 4.266 GB/s | |
| RapidIO Gen2 8x | 40 Gbit/s | 5 GB/s | |
| Direct Media Interface 3.0 (DMI 3.0; ×4 link) |
40 Gbit/s | 3.94 GB/s | 2015 |
| PCI Express 3.0 (×8 link) | 64 Gbit/s | 7.88 GB/s | 2011 |
| PCI Express 2.0 (×16 link) | 80 Gbit/s | 8 GB/s | 2007 |
| RapidIO Gen2 16x | 80 Gbit/s | 10 GB/s | |
| PCI Express 5.0 (×4 link) | 128 Gbit/s | 15.75 GB/s | 2019 |
| PCI Express 3.0 (×16 link) | 128 Gbit/s | 15.75 GB/s | 2011 |
| CAPI | 128 Gbit/s | 15.75 GB/s | 2014 |
| QPI (4.80GT/s, 2.40 GHz) | 153.6 Gbit/s | 19.2 GB/s | |
| HyperTransport 2.0 (1.4 GHz, 32-pair) | 179.2 Gbit/s | 22.4 GB/s | 2004 |
| QPI (5.86GT/s, 2.93 GHz) | 187.52 Gbit/s | 23.44 GB/s | |
| QPI (6.40GT/s, 3.20 GHz) | 204.8 Gbit/s | 25.6 GB/s | |
| QPI (7.2GT/s, 3.6 GHz) | 230.4 Gbit/s | 28.8 GB/s | 2012 |
| PCI Express 6.0 (×4 link) | 242 Gbit/s | 30.25 GB/s | 2022 |
| PCI Express 4.0 (×16 link) | 256 Gbit/s | 31.51 GB/s | 2018 |
| CAPI 2 | 256 Gbit/s | 31.51 GB/s | 2016 |
| QPI (8.0GT/s, 4.0 GHz) | 256.0 Gbit/s | 32.0 GB/s | 2012 |
| QPI (9.6GT/s, 4.8 GHz) | 307.2 Gbit/s | 38.4 GB/s | 2014 |
| HyperTransport 3.0 (2.6 GHz, 32-pair) | 332.8 Gbit/s | 41.6 GB/s | 2006 |
| HyperTransport 3.1 (3.2 GHz, 32-pair) | 409.6 Gbit/s | 51.2 GB/s | 2008 |
| CXL Specification 1.x (×16 link) | 512 Gbit/s | 63.02 GB/s | 2019 |
| PCI Express 5.0 (×16 link) | 512 Gbit/s | 63.02 GB/s | 2019 |
| NVLink 1.0 | 640 Gbit/s | 80 GB/s | 2016 |
| PCI Express 6.0 (×16 link) | 968 Gbit/s | 121 GB/s | 2022 |
| NVLink 2.0 | 1.2 Tbit/s | 150 GB/s | 2017 |
| Infinity Fabric (最大値) | 4.096 Tbit/s | 512 GB/s | 2017 |
AGP（Accelerated Graphics Port）
Intelが1996年にリリースした、ビデオカード用インターフェース規格。PCIバスからビデオカードを分離し、ビデオカードの帯域の確保と独自の高速化を 狙った規格で、PCIバスをベースに、グラフィックスチップが直接メインメモリにアクセスできる専用インターフェースに特化。
バス幅は、PCI標準の32bitのままだが、33MHzが主流だったPCIに対し、66MHzを標準として採用。ベースクロックで動く標準速の1Xモード(266MB/s)と、2倍速の2Xモード(533MB/s)が規定された。
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AGPの高性能化、AGP2.0、AGP3.0
1998年には、AGP2.0がリリースされ、4倍速の4Xモード(1,066MB/s)と1.5Vの信号インターフェース(1.0は3.3V)、FastWritesなどを新たに追加する。2002年にリリースされたAGPの最終仕様AGP3.0では、さらに2倍に高速化した8Xモードと0.8Vの信号インタフェースを追加して、転送速度は最大2.1GB/sとなる。
2000年代からはPCIExpressが主流に
2000年代の前半からはより高速で汎用性のあるPCIExpressへの移行が進み、2000年代半ば以降はPCのビデオカード用スロットはPCIExpressx16が主流になります。
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PCI（Peripheral Component Interconnect)）ピーシーアイ
Intelが提唱し、現在はPCI-SIG(PCI-Special Interest Group)が管理している汎用バスアーキテクチャ。
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ISAに代わる汎用バス規格として、1991年インテルが提唱
ISA(Industry Standard Architecture)バスに代わる高速な汎用バス規格として、Intelが1991年に提唱したもので、翌年に、ベースとなる32bit/33MHzのバス仕様が1.0としてまとめられ、その後は、同時期に設立されたPCI-SIGに移管され、同SIGよって標準化が進められています。
1993年「PCI-2.0」登場、PCIの基本仕様が完成する
1993年には、第2世代の2.0がリリースされ、このバージョンで初めて、拡張スロットやカードの仕様が盛り込まれ、PCIの基本仕様が完成。
1994年「PCI-2.1」登場
Pentiumへの移行と並行して、本格的な普及が始まる。94年にリリースされた2.1では、64bit/66MHzの拡張仕様(64bit用のスロットは、32bitバスに継ぎ足す形で拡張)や、速度の異なるデバイス間でバスを効率よく使用するためのコンカレントオペレーションなどが採用されます。
1998年：「PCI-2.2」登場
2.2(1998年発表1999年出版)では、パワーマネージメントやホットプラグなどが、2.3(2002年)では小型マシン向けのLow Profile PCIやSM Bus(System Management Bus)などが仕様に盛り込まれます。
2003年：「PCI-3.0」登場
2003年にリリースされた3.0では目立った機能追加はなく、2.3でサポートが停止された5Vカードを廃止。3.3Vカードまたは3.3/5Vのユニバーサルカードのみのサポートとなります。
サーバー向けの「PCI-X」の標準化
2.1以降、PCI自体のパフォーマンス向上は図られていませんが、サーバー向けには、64bit/66MHzバスを拡張したPCI-Xが標準化されます。1.0(1999年)では、100MHzと133MHzの高速転送モードが、2.0(2002年)では、266MHzと533MHzの高速転送モードがサポートされています。
2003年：「PCI Express」が標準化
さらに、次世代インターフェース(3GIO:3rdGenerationI/O)と言われていた、シリアル伝送方式のPCI Expressが標準化(2002年)され、コンシューマ市場は、こちらへの移行がほぼ完了しています。
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PCI Express（Peripheral Component Interconnect Express）ピーシーアイエクスプレス
PCI-SIGが2002年に標準化した、シリアル伝送方式のPCIバスアーキテクチャ。従来のPCIが32bitや64bitのパラレル伝送であったのに対し、PCI Expressでは、一方向のシリアル伝送となります。
高速なパラレル伝送の問題点
同じクロックならば、シリアル伝送よりもパラレル伝送のほうが高速なのですが、クロックが上昇するにつれて、パラレル伝送では信号間のわずかなズレ(スキュー)が問題になり、クロックを高めることが難しくなってしまいます。
シンプルな高クロック化してスピードアップを図る「PCI Express」
そこで、シンプルなシリアル伝送にし、一気に高クロック化してスピードアップを図ろうというのが、PCI Expressの高速化手法です。
シンプルさを追求した「PCI Express」の手法
実際のインターフェースは、デバイス間を送受信1対ずつ4本の信号線で接続するシンプルな仕様で、各種制御線は一切なくデータも制御もすべてパケットのやり取りで行います。
接続は、現行のPCIのようなバス型の接続ではなく、I/Oスイッチを使ったファブリック接続。インターフェース的には、スイッチングハブを使ったイーサネットと同じように、ポイントツーポイントで通信を行ないます。
PCI Expressの伝送速度
伝送速度は、初代のPCI Expressで一方向あたり2.5GT/s。信号にクロック成分を盛り込むために、8bitを10bitに符号化する8b/10bエンコードを用いるため、実質的なデータレートは2GT/sとなります。byte換算では、250MB/s(1,024単位なら約238MB/s)、双方向で考えるなら500MB/s。この送受信1組の信号を1レーン(x1)と言い、必要があれば複数のレーン(x2〜x32)を束ねて広帯域を確保することができます。
2007年、PCI Express2.0を正式リリース
2007年には2倍の伝送速度となる片方向500MB/sを実現したPCI Express2.0を正式リリース。さらに片方向約1GB/sを実現するPCI Express3.0が2010年に発表され、現在の自作PCにおける標準的な内部拡張インターフェースとなっています。
2017年、PCI Express4.0を策定
また、2017年には片方向約2GB/sを実現したPCI Express4.0が策定されており、2019年に登場した第3世代Ryzenシステムで採用されています。
PCI Express4.0の仕様
PCの拡張スロットにおけるコネクタは、従来どおりのエッジコネクタで、一般的なI/Oカードを想定したx1は、わずか36ピンの非常にコンパクトな設計。コネクタにはこのほかに、ビデオカード用途を想定したx16(164ピン)とサーバー用途を想定したx4(64ピン)x8(98ピン)の4種類があります。
リンク
M.2スロット対応のPCI Express
このほか、デスクトップPC、ノートPC双方での実装を考慮したM.2スロットではいくつかのインターフェースを選択して採用できますが、PCI Expressインターフェースもその中に含まれています。そのため、PCI Express対応のM.2型拡張カードは、変換アダプターを介してPCIExpressスロットに接続して使用することができるものもあります。
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