ISAバス(アイエスエーバス)とは | 意味や読み方など丁寧でわかりやすい用語解説

ISAバス（Industry Standard Architecture bus）は、1980年代から1990年代中盤にかけて、パーソナルコンピュータ（PC）の標準的な拡張バスとして広く普及した規格である。PCの基盤であるマザーボード上に設けられた拡張スロットの形状や電気的仕様を定めたもので、サウンドカード、ビデオカード、LANカード、モデムカードといった様々な機能拡張カードを接続し、PCの能力を向上させるために用いられた。元々は1984年にIBMが発表したPC/ATに搭載された16ビットの拡張バスが原型であり、後に多くのPC互換機メーカーがこの仕様を採用したことから、事実上の「業界標準（Industry Standard）」となった。現代のPCでは後継規格であるPCI Expressバスに完全に取って代わられており、その姿を見ることはないが、PCに「拡張性」という概念を根付かせた歴史的に重要な技術である。

ISAバスの技術的な詳細を理解するには、その成り立ちから見ていく必要がある。その起源は1981年の初代IBM PCに搭載された8ビットの拡張バスに遡る。その後、CPUの性能向上に合わせて、IBM PC/ATでバス幅が16ビットに拡張された。この16ビットバスは、従来の8ビット拡張カードもそのまま挿して使用できる下位互換性を備えていた点が大きな特徴であった。物理的には、8ビットスロットに16ビット用の短いスロットを連結した形状をしており、この設計思想が普及を後押しした。IBMは後にMCAという先進的な32ビットバスを開発したが、ISAとの互換性を切り捨てたため市場に受け入れられず、一方でPC互換機メーカーはISAとの互換性を維持した32ビット規格EISAを策定した。結果として、安価で互換性の高いISAバスが長期間にわたり標準の座を守り続けることになった。

ISAバスのデータ転送性能は、そのクロック周波数が約8.33MHzに固定されていたため、決して高速ではなかった。これは初期のCPUの動作クロックに合わせた設計の名残であり、CPUが数百MHzへと飛躍的に高速化していく中でも、ISAバスの速度は向上しなかった。バス幅は16ビット（2バイト）であるため、理論上の最大データ転送速度は約16MB/sとなるが、実際の通信では制御信号なども必要となるため、実効速度は5MB/sから8MB/s程度にとどまった。この速度は、文字ベースの処理が中心だった時代には十分であったが、WindowsのようなグラフィカルなOSが普及し、高解像度の画像表示や高速なネットワーク通信が求められるようになると、性能のボトルネックとして強く意識されるようになった。

ISAバスを扱う上で最も大きな課題とされたのが、ハードウェアリソースの手動設定である。拡張カードを新たに追加する際、IRQ（Interrupt Request：割り込み要求）、DMA（Direct Memory Access）チャネル、I/Oポートアドレスといったシステムリソースを、ユーザーが手動で割り当てる必要があった。この設定は、拡張カード上に実装されたジャンパピンの差し替えやDIPスイッチの切り替えによって行われた。もし複数のカードで同じリソースを設定してしまうと「リソースコンフリクト」と呼ばれる競合状態が発生し、PCが起動しない、あるいはデバイスが正常に動作しないといった問題が頻発した。この設定作業は専門的な知識を要し、PCの自作や増設における大きな障壁となっていた。この問題を解決するために、後のPCIバスでは、OSが自動的にリソースを割り当てるプラグアンドプレイ（PnP）機能が標準で搭載されることとなる。

1990年代中盤、Intelが中心となって開発したPCIバスが登場すると、ISAバスの時代は終焉を迎える。PCIバスは、32ビットのバス幅と33MHzのクロック周波数による高速なデータ転送、CPUとは独立して動作するバスマスタリング機能、そして前述のプラグアンドプレイへの完全対応など、ISAバスの欠点をことごとく克服していた。これにより、ビデオカードやLANカードといった高速なデータ転送を必要とするデバイスは急速にPCIバスへと移行し、ISAバスはモデムやサウンドカードなど、低速でも問題ない一部のデバイス用としてしばらく併用された後、2000年代初頭には市場から完全に姿を消した。現代においては、工場の生産設備を制御するFAコンピュータや特殊な計測機器など、長期間にわたって同じ構成で稼働し続ける必要のある一部の産業用レガシーシステムにおいて、互換性維持のために利用され続けている例が稀に見られる程度である。