現代のマザーボードには必要な機能がほぼ全て組み込まれていますが、ゲーミングやコンテンツ制作、特殊なタスク向けにシステムをアップグレードしたい場合、PCI Expressスロット（略してPCIe）を利用します。これらのスロットにより、グラフィックカード、ストレージコントローラー、ネットワークカードなどを追加できます。ただし、全てのPCIeスロットが同じというわけではありません。違いを理解することで、構築したシステムを最大限に活用できるようになります。
PCIeスロットの違い
PCIeスロットはレーン数によって異なる：x16、x8、x4、x1。レーン数が多いほど帯域幅も大きくなる。グラフィックカードは通常フルx16スロットを必要とする一方、サウンドカードやWi-Fiアダプターはx1のみで十分である。キャプチャカード、NVMe拡張カード、高速ネットワークアダプターはx4またはx8スロットを使用することが多い。
ただし、スロットの物理的なサイズが必ずしも電気的な構成と一致するとは限らない点に留意すべきです。スロットはx16のように見えても、実際にはx4またはx8用に配線されている場合があります。これは、低レーンのスロットに高帯域幅のカードを装着すると性能が制限されるため重要です。常にマザーボードのマニュアルを確認し、レーンの割り当てと構成を確かめてください。
PCIeの世代と帯域幅
PCIeの帯域幅は世代ごとに倍増します。PCIe 3.0はレーンあたり約1GB/sを提供し、PCIe 4.0ではそれが2GB/sに倍増、PCIe 5.0ではさらに倍増して4GB/sとなります。これをスロットのレーン数で乗算すれば、その重要性が理解できるでしょう。PCIe 5.0 x16スロットは最大64GB/sの帯域幅を実現します。 これは膨大な帯域幅ですが、現在のグラフィックカードのほとんどはPCIe 4.0 x16の飽和状態に遠く及ばず、多くの状況ではPCIe 3.0 x16で十分です。NVMeドライブは新世代の恩恵をより大きく受けます。ストレージ速度は帯域幅に比例して向上するためです。サウンドカードやネットワークアダプターなどの日常的なアドインカードでは、PCIe 3.0 x1でさえ十分です。
数字は確かに印象的ですが、肝心なのは何を取り付けるかです。ハイエンドGPUなら、CPUに直結したプライマリx16スロットを使用しましょう。複数のNVMeドライブを追加するなら、ストレージ用にPCIe 4.0または5.0レーンをサポートするマザーボードであることを確認してください。それ以外の用途では、レーン数や世代はそれほど重要ではありません。
マザーボードでPCIe 5.0とPCIe 4.0の両方を利用できますか？
はい、ただしCPUとチップセットによって異なります。PCIe 4.0は最新のAMDおよびIntelプラットフォームの大半で広くサポートされています。AMDはRyzen 3000シリーズとX570またはB550チップセットでPCIe 4.0を導入しました。Intelは第11世代Core CPUとZ590マザーボードからPCIe 4.0サポートを追加しています。
PCIe 5.0は、Z690以降のチップセットを搭載したIntel第12世代以降のプラットフォームや、X670またはB650マザーボードを搭載したAMD Ryzen 7000シリーズなどの新世代プラットフォームで利用可能です。 これらのマザーボードでは通常、メインGPUスロットと少なくとも1つのNVMeスロットにPCIe 5.0レーンが割り当てられますが、その他のスロットはPCIe 4.0のままの場合があります。PCIe 5.0レーンは通常、チップセットではなくCPUから直接供給され、レーン数は限られています。モデルによってレーン割り当てが異なるため、必ずマザーボードの仕様書を確認してください。
車線共有に注意してください
先ほど説明した通り、CPUが提供するPCIeレーンは限られており、通常はメインGPUスロットとNVMeスロット1基に割り当てられます。残りのレーンはチップセットから供給され、SATAポートやUSBポートと帯域幅を共有します。スロットを過剰に埋めると、ポートが無効化されるかレーンが分割され、パフォーマンスが低下する可能性があります。追加カードを取り付ける前には、必ずマザーボードのマニュアルを確認してください。