PCIスロット(ピーシーアイスロット)とは | 意味や読み方など丁寧でわかりやすい用語解説

PCIスロットとは、かつてのパーソナルコンピュータ（PC）において、様々な拡張カードを接続し、コンピュータの機能を拡張するための重要なインターフェースである。その名称は「Peripheral Component Interconnect」の略であり、PCの内部に用意された拡張バスの一つとして、システム全体の性能向上と多様な機能追加を可能にする役割を担った。現在のPCの主流はPCI Expressスロットへと移行しているが、PCIスロットは現代のPCアーキテクチャの礎を築いた、歴史的に非常に重要な技術と言える。

詳細な説明に入ると、PCIバスは1990年代初頭にIntel社によって開発され、それまでの主要な拡張バスであったISA（Industry Standard Architecture）バスに代わって急速に普及した。ISAバスが比較的低速であったのに対し、PCIバスはCPUに直接接続される「ローカルバス」として設計され、より高速なデータ転送を実現した点が最大の特徴である。これにより、高性能なグラフィックカード、高速なネットワークカード、高品質なサウンドカードなど、大容量のデータを高速に処理する必要があるデバイスをPCに組み込むことが可能になり、PCのマルチメディア機能やネットワーク機能が飛躍的に向上した。

PCIバスは、一般的に32ビットまたは64ビットのデータ幅を持ち、動作周波数は33MHzまたは66MHzであった。32ビット幅で33MHz動作の場合、理論上は毎秒133メガバイト（MB/s）のデータ転送速度を誇り、ISAバスと比較して大幅な高速化を達成した。この高速性により、データ転送のボトルネックが解消され、PC全体の処理性能が向上した。また、PCIバスの大きな利点の一つに「プラグアンドプレイ（Plug and Play: PnP）」機能のサポートがある。これにより、ユーザーは新しいPCI拡張カードをPCに挿入するだけで、OSが自動的にそのデバイスを認識し、適切なデバイスドライバのインストールを促すなど、設定の手間を大幅に軽減することができた。これは、従来の拡張バスでは手動でのIRQやDMA設定が必要であったことから、PCの使いやすさを格段に向上させる画期的な機能であった。

さらに、PCIバスは「バスマスター」機能もサポートしていた。これは、接続された拡張カード自身がCPUを介さずにメモリと直接データをやり取りできる機能であり、CPUの負担を軽減し、システム全体の効率を向上させる上で重要な役割を果たした。例えば、ネットワークカードがバスマスター機能を持っていれば、受信したデータをCPUの介入なしに直接システムメモリに書き込むことができ、CPUは他の処理に専念できるため、マルチタスク環境での性能向上に寄与した。

物理的なPCIスロットは、通常、マザーボード上に設けられた白色の細長いコネクタである。PCIカードを挿入する際、カードの端子部分とスロットが噛み合うように設計されている。PCIスロットには、主に3.3Vと5Vの電源供給に対応するための異なる切り欠き（ノッチ）が存在した。これにより、誤った電圧のカードが挿入されることを防ぎつつ、3.3Vと5Vの両方に対応する「ユニバーサルカード」も登場し、互換性を確保していた。

PCIスロットには、前述のグラフィックカード（AGPが登場するまではPCI接続が主流だった）、サウンドカード、イーサネットアダプター（ネットワークカード）、SCSIコントローラー、RAIDコントローラー、ビデオキャプチャカード、モデムカードなど、多種多様な拡張カードが接続された。これにより、ユーザーは自分のPCを特定の用途に特化させたり、新しい機能を追加したりすることが容易になった。

しかし、PCIバスにも限界があった。それは、接続されたすべてのデバイスが同じバスの帯域幅を共有する「共有バス」という特性である。複数の高速なデバイスが同時にデータを転送しようとすると、バスの帯域幅がボトルネックとなり、性能が低下する可能性があった。また、PCの性能向上に伴い、グラフィックカードなどのデバイスが必要とするデータ転送速度はPCIバスの限界を超え始めた。

これらの問題を解決するために登場したのが、PCIの後継規格である「PCI Express（PCIe）」である。PCI Expressは、共有バス方式ではなく、デバイスごとに専用のポイントツーポイント接続を用いるシリアル転送方式を採用した。これにより、個々のデバイスは他のデバイスの影響を受けずに高速なデータ転送が可能になり、PCIバスの帯域幅の限界を打破した。PCI Expressスロットは、物理的な形状や電気的な特性がPCIスロットとは異なり、互換性はない。

現代のPCマザーボードでは、ほとんどの場合PCI Expressスロットが主流となっており、PCIスロットは徐々に姿を消している。しかし、一部の産業用PCや、古い周辺機器との互換性を保つ必要があるマザーボードには、PCIスロットが残されていることもある。PCIスロットは、PCの拡張性と性能向上に大きく貢献し、その後のPCI Expressの発展へとつながる重要な足跡を残した技術として、PCの歴史において不可欠な存在であった。