表面的には、マザーボードは CPU やグラフィック カードのような「パフォーマンス」部品ではないように思えます。少なくとも私の理解では、その目的は、さまざまなハードウェア部品を接続することと、背面にいくつかの USB ポートやその他のインターフェイス ポートを提供することです。
そのため、マザーボードを購入する際、自分の CPU ソケットをサポートするマザーボードであれば、他のマザーボードと同様に優れているように思われます。これらの違いは正確には何でしょうか? マザーボードが自分のニーズに合っているかどうかを判断する際に注意すべきことは何でしょうか?
答え1
この質問は、実際には現代のマザーボードが実際に何をするかということになります。多くの場合 (ほとんどの場合ではないにしても)、答えは「リファレンス実装に沿って、仕様が適切に定められたコンポーネント間の接着剤を提供する」ということに私は同意します。それでは、差別化要因を見てみましょう。
- 機械的: マザーボードが拡張スロットの位置を決定するため、使用できる拡張カード (GPU など) の数と種類に関する最終的な責任はマザーボードにあります。
- オンボード デバイス: 普遍的な答えはありません。追加の SATA ポートまたは SAS ポート、高度なサウンド デバイス、追加のイーサネット ポートなどが必要かどうかは、ユース ケースによって異なります。
- 品質の造り: 私にとって、これは最も重要な側面です。ハードウェアをアナログ限界 (温度、周波数など) まで駆動する場合、最も信頼性の高いコンポーネントを最も信頼性の高い方法で組み立てる必要があります。特にコンデンサはさまざまな品質のものがあり、価格に差があります。コンデンサをどこに配置するかを知るためのエンジニアリング時間も、簡単に得られるものではありません。
- ソフトウェア: ボードはファームウェア (UEFI、BIOS、セットアップ ユーティリティなど) がなければ役に立ちません。その実装によっては、オーバークロック時に余裕が増減するだけでなく、Windows 以外のものを使用したい場合にも重要な影響があります。また、他のソフトウェアと同様に、新しい部品が利用可能になったり、未知のエラーを引き起こす要因の組み合わせが見つかったりすると、ファームウェアの更新が必要になる場合があります。
基本的に、それは信頼の問題です。特定のベンダーに、リグを高速かつ信頼性の高い状態に保つ責任を委ねることに抵抗はありませんか? これが、さまざまなブランドと、それらのブランド内のさまざまな製品ラインが存在する理由です。
答え2
消費者向けマザーボードの主な違いをいくつか挙げると次のようになります。
チップセット
各 CPU ラインには、互換性のあるチップセットのリストがあります。これらのチップセットの中には、CPU をオーバークロックする機能を提供するものもあれば、提供しないものもあります。チップセットによっては、より多くの 10 Gbps USB ポート、より多くの SATA ポート、統合 RAID ブート サポート、仮想化サポートなど、他のチップセットよりも多くの機能と統合周辺機器を提供するものもあります。
以下は、2020 年 11 月現在、AMD が最新の CPU 向けに提供しているチップセットの一部の比較表の例です。一部のチップセットでは他のチップセットよりも多くの機能が有効になっていることがわかります。
チップセットは、どのマザーボードを選ぶにしても不可欠で、かけがえのない部分です。高帯域幅の PCIe レーンやオーバークロックのサポートが必要ない場合は、ローエンドのチップセット ボードでコストを節約できるかもしれません。そうでない場合、中程度のハイエンドのゲーミング PC をセットアップする場合は、少なくともオーバークロックをサポートするハイエンドのチップセットを選択することをお勧めします。
フォームファクタ
今日のほとんどの消費者向けマザーボードには、EATX、ATX、microATX、Mini-ITX の 4 つのサイズがあります。
一般的に言えば、各サイズは、パフォーマンスを犠牲にすることなく、ホストするハードウェアを同様に実行できますが、小さいマザーボードでは、PCIe スロット、RAM スロット、ポートや周辺機器の数が少なくなる可能性があります。
小型のマザーボードは、必要なものがすべてサポートされている場合、小型のケースを使用できるため、持ち運びが簡単で、部屋に置いても目障りにならないため、非常に便利です。
電力供給
どのマザーボードでも、CPU の近くには「VRM」(電圧レギュレータ モジュール) と呼ばれる回路部分があります。これは、インダクタ、MOSFET、コンデンサの集合体を含む多相降圧コンバータで実装されています。VRM は、CPU が非常に高い電流を消費する間、安定した電圧を供給するために不可欠です。一般的に、VRM の位相が多いほど、電力供給が改善され、高品質のコンポーネントを使用できるようになります。
CPU のオーバークロックなどを行っていない場合は、マザーボードが VRM を介して CPU に何を提供するかを考慮する必要はまったくないかもしれませんが、オーバークロックやハイエンドのゲーム用 PC の実行に興味がある場合は、VRM はよく話題になるトピックであり、調査する価値があります。
また、AMD Threadripper CPU 専用の安価なマザーボードが少なくとも 1 つあることも知っていますが、このマザーボードは、ハイエンド プロセッサを実行するのに十分な VRM を提供していないため、フル サポートされる CPU シリーズの中でもローエンド CPU モデルのみにサポートが制限されています。
PCIeスロット
マザーボードの仕様をよく見ると、各 PCIe スロットが具体的に何をサポートするかが記載されているはずです。適合するスロットに好きなカードを差し込めばいいし、PCIe スロットの数が多いほど良いと思うかもしれませんが、実際には、標準的なコンシューマー CPU (Intel Core X シリーズ、AMD Threadripper などの HEDT CPU を除く) では、使用できる PCIe レーンの数が限られています。Intel ボードには通常 16 レーンしかなく、これは 1 つの GPU のすべてのレーン数です。一方、AMD ボードには通常 20 レーンしかなく、これは 1 つの GPU と 1 つの NVMe SSD に十分な数です。つまり、たとえば 2 つの GPU を同時に接続する場合、レーンを 2 つの x8 レーン スロットに分割する必要があります。通常、これにより、一部の GPGPU ワークロードを除き、GPU に十分な帯域幅が確保されます。これを実行するつもりなら、スロットがどのように構成されているかに十分注意する必要があります。すべてのマザーボードがメインの 16 レーンを 2 つの 8 レーン スロットに分岐するわけではなく、代わりに最初のスロットに向かう 16 レーン全体のみがサポートされ、もう一方のスロットにはチップセットによって提供される補助 PCIe レーン (帯域幅を競合) に接続された 4 レーンのみが物理的に接続される場合があります。
マザーボードに 3 つの中程度に高帯域幅の PCIe 周辺機器 (例: 2 つの GPU + ハード ドライブ用の 1 つの SAS HBA) を接続する場合、これらすべてを同時に適切にサポートするマザーボードを見つけるのは、見た目よりもはるかに困難です。現在、帯域幅の競合を最小限に抑えながら 3 つの PCIe 3.0 x8 カードを同時に実行できる、PCIe 4.0 をサポートする AMD マザーボードはわずかしかありません。
オンボードに PCIe x16 スロットが 1 つしかないいくつかの Mini-ITX マザーボードが提供するすばらしい機能の 1 つは、スロットを 2 つの x8 レーン スロットに分岐するパッシブ PCIe ライザー カードを使用できることです。これを使用すると、非常にコンパクトなデュアル GPU PC を実現できます。ただし、さまざまなマザーボードがこれをサポートしているかどうかを確認するのは非常に困難です。
PCIe スロットに関して注意すべき主な点は、スロットの物理的な幅によって、実際にスロットに接続されて使用可能なレーンの数が必ずしも決まるわけではないということです。
ほとんどの M.2 スロットは、CPU またはチップセットからの PCIe レーンをルーティングする必要がある PCIe スロットの別のフォーム ファクターでもあります。ニーズに応じて、PCIe NVMe ドライブに M.2 スロットを使用すると、ボード上のメイン PCIe スロットの 1 つを使用することと競合するかどうかを慎重に検討する必要があります。
オンボード周辺機器
一部のマザーボードでは、追加の 10 Gbps イーサネット カード、SAS HBA または RAID コントローラー、WiFi カード、高品質のサウンド カードなど、CPU とチップセットだけでは提供されない便利なオンボード周辺機器のコレクションが提供されます。
美学
マザーボードの外観に関して、特にウィンドウ付きのケースを備えた派手なゲーム用 PC をセットアップする場合、人によって好みは異なります。マザーボードによっては色が異なり、派手なレインボー LED が多数搭載されているものもあります。また、オンボード ファームウェアを使用して外部のアドレス指定可能な RGB LED ストリップを制御するためのヘッダーを備えているものもあります。
ファンと冷却
マザーボードには通常、複数の統合 PWM ファン制御ヘッダーがあり、ケースファンと CPU ファンをマザーボードに直接接続して、オンボードのマイクロコントローラで制御できます。ボードによっては、他のボードよりも多くのファンヘッダーが付属しており、すべてのファンの PWM 制御をサポートしていないボードもあります。マザーボードの中には、非 PWM ファンを遅くする代わりに、ファン速度を制御するための電圧調整機能を提供するものもあります。メーカーによって異なるボードでは、ファン曲線を調整したり、CPU 温度や外部温度センサー ピンなどのさまざまな温度にファン速度をリンクしたりするための設定オプションが、より良いものやより悪いものがあります。
多数のファン ヘッダーと追加のセンサー ピンを備えたハイエンド マザーボードは、CPU と GPU 用のカスタム水冷ソリューションを選択する人にとって良い選択肢となる可能性があります。これらのマザーボードには、ラジエーターを冷却する多数のファンと、水温および流量センサーが搭載されている場合があります。
もう一つ注意すべき点は、チップセットなどの部品を冷却するためのファンが内蔵されているマザーボードがいくつかあることです。ファンレス マザーボードに比べて、やや不利で騒音が大きいと感じる人もいるかもしれません。
答え3
マザーボードが最新の機能を備えているかどうか確認するのは常に良いことです。USB 4.0、WIFI 6、BlueTooth 5.0、PCI 5.0、DDR5 など。これらの機能のいくつかは、現在提供されているか、後日提供されるかです。しかし、アプリケーションにも目を向けてください。ゲーム、ソフトウェア開発、データベースなどでしょうか。それらについて読んで、どこにお金をかけるべきかを学んでください。BI とデータベースを実行する場合、メモリとハードドライブ/SDD との高速通信が重要です。Intel i5 で十分ですが、一部のマザーボード/ノートブックでは、特定の DDR モジュールのインストールに制限があります。前述のように、互換性があるかどうかを確認してください。4x16GB が必要になる可能性があります (それほど多くなく、高速なので、DDR5 を待つかもしれません。ただし、常に最新のものを待つことができます :-)
アプリケーションに応じて適切な選択を行った経験を共有してください。
静かな PC が必要ですか? ノートブック用のチップセットで作られたマザーボードが販売されています。通常は小型のものです。PC の前で長時間作業する場合に適しています。もちろん、さまざまなファブや天候冷却などを使用して静かな PC を構築できます。オーバークロックには騒音の大きいファンが必要です。